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MACHINE A MOULER PAR INJECTION LES OBJETS EN MATIERE PLASTIQUE.
La présente invention - due à Monsieur Maurice LABARRE - réside dans une machine à mouler, par injection, les objets en matière plastique., par exemple du type polyéthylène., polyamide,, ou autre. Cette machine a été plus particulièrement conçue pour répondre aux nécessités du moulage de pièces de poids faible ou très faible, mais elle est apte, dans son principe, à la fabrication de tous genres d'articles plus ou moins lourds.
Or il est connu que toutes les machines à injection actuellement en usage répondent à la fabrication d'objets de poids relativement important selon un processus lent et en délivrant lesdits objets par "grappes". Par suite, si, pour le moulage des pièces de faible poids, pouvant descendre audessous du gramme,, on fait appel à ces machines connues on est obligé, en raison de l'imprécision du dosage de l'injection et de la trop grande lenteur de celle-cide réaliser les pièces d'aussi faible poids dans des moules à empreintes multiples où la matière est amenée, à partir d'un puits d' injection centrale par des ramifications vers chaque moule individuel. On sait qu'il en résulte un déchet considérable.
Les machines connues à injection, évoquées ci-dessus, délivrent des pièces moulées., en nombre variable, reliées par des canaux d'alimentation et une "carotte", le poids total de ces déchets dépassant souvent celui des pièces elles-mêmes, notamment si celles-ci sont des joints du genre de ceux qui sont destinés à contribuer au capsulage de bouteilles, flacons et articles similaires. Ces déchets doivent alors être séparés des pièces et rebroyés. Ce détachage, s'il doit être effectué automatiquement, exige l'utilisation de moules très compliqués et coûteux, ce qui est pratiquement prohibitif. Avec les machines actuelles les plus perfectionnées, le détachage des pièces et le broyage des parties inutilisables entra!ne l'emploi
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d'une main-d'oeuvre très onéreuse.
Lorsque ces machines sont utilisées pour les fabrications de joints,, leur capacité utile ne représente que 1/5 environ de la capacité théorique cat il s'agit de machines puissantes et à cadence lente.
La puissance exigée par ces machines est en effet considérable, car l'injection est effectuée dans des conditions peu favorables. Par exemple, pour obtenir une production de l'ordre de 6.000 joints à l'heure, on doit, pour assurer une injection régulière, disposer d'un compresseur de 50 tonnes absorbant une puissance de l'ordre de 15 H.P.
Par ailleurs ., avec ces machines connues, si le diamètre des joints est appelé à varier selon la demande, on doit disposer de différents types de moules, en nombre égal à celui des joints à fabriquer. Or, ces moules sont relativement très coûteux, de sorte que ces machines ne répondent pas aux nécessités économiques d'une multiplicité de travaux nombreux, rapides et d'importance relativement limitée.
Enfin, avec les machines, on n' a pas encore réussi à réaliser convenablement des objets d'un poids inférieur à celui du gramme.
L'invention a pour objet une machine automatique à moules mul- tiples, fonctionnant par injection, qui est capable d'exécuter à une cadence rapide des pièces de faible poids,pouvant être de l'ordre de quelques déeigrammes, chaque pièce étant réalisée en principe individuellement dans un moule et pratiquement avec un déchet très minime.
La machine à injection selon la présente invention possède les avantages essentiels suivants par rapport aux machines connues :
1 ) A la différence des machines connues qui ne peuvent pas doser la masse injectée dont l'importance est strictement fonction de la capacité d'absorption du moule, elle permet un dosage extrêmement précis en raison du mode d'injection spécial qu'elle applique.
2 ) Dans une réalisation comportant huit moules elle peut réaliser 60 à 120 injections minute.
3 ) L'injection étant très précise et rapide, elle permet d'obtenir des pièces très minces pouvant atteindre 2/10 de millimètre d'épaisseur et d'un poids de 1?ordre de 3/10 de gramme.
4 ) La pression d'injection est considérablement plus faible et elle n'exige pas de compresseur ce qui constitue une simplification remarquable de 1?installation de moulage.
5 ) Par suite, le verrouillage des moules est facilité d'autant.
En conséquence, elle permet d'utiliser dès lors des moules à parois min- cesp sans risque de "bavure" et d'accident. Au lieu d'une pression de l'ordre de 50 tonneselle travaille avec une pression de quelques centaines de kilogs.
6 ) Elle supprime les gouttes à la sortie de la buse d'injection.
7 ) Enfin, elle permet un abaissement considérable des températures habituellement nécessaires ce qui exclut toute carbonisation de la ma- tière laquelle reste beaucoup plus naturelle et plus souple. Par suite, les pièces obtenues ont un aspect meilleur, leur souplesse est améliorée et leur résistance accrue.
La machine selon l'invention applique pour l'opération d'injection proprement dite le procédé et le dispositif décrits dans le brevet déposé par la même Demanderesse le 29 janvier 1954 sous le numéro 412.485 pour : "Procédé et dispositif pour le moulage de matières plastiques par injection".
A titre indicatif une machine à huit moules selon l'invention, fonctionnant avec le dispositif d-injection dudit brevet, est capable de réa-
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liser des pièces, par exemple des joints d'étanchéité, pour capsulage de ré- cipients, d'un poids variant de quelques grammes à quelques décigrammes, respectivementg à des cadences d'injection variant de 60 à 120 coups à la minute, la puissance mise en jeu étant de l'ordre de un cheval, y compris celle dépensée par le dispositif d'injection, incorporé à la machine.
Le déchet - d'ailleurs réutilisable - est réduit pratiquement à une très faible quantité de matière, de l'ordre de 0,025 gramme par pièce quel que soit le poids de cette pièce. Ce déchet est constitué par la "ca- rotte" logée dans une canalisation très étroite qui sépare l'orifice de sor- tie du pot d'injection de l'orifice d'entrée dans le moule. Selon une ca- ractéristique très remarquable de la machine, cette carotte est d'ailleurs automatiquement détachée de la pièce et éjectée avant la délivrance de cel- le-ci par la machine. Elle peut être réutilisée directement sans rebroyage en raison de sa très faible dimension, de l'ordre d'un grain de matière brute.
La machine est une machine rotative, comportant un plateau cir- culaire tournant autour de son axe, et sur lequel les moules sont répartis, à égale distance du centre et également espacés angulairement. Un moteur entraîne en rotation le plateau qui, par l'action d'un dispositif approprié,, par exemple une croix de Malte,marque un temps d'arrêt après chaque déplacement angulaire correspondant à l'angle au centre séparant deux moules con- sécutifs. Au-dessus de l'une des positions d'arrêt des moules est monté le dispositif d'injection actionné par le moteur d'entraînement du plateau.
Dans cette position., le moule est appliqué et verrouillé contre la buse d' injection du pot d'injection puis l'injection a lieu. Après une fraction de un huitième de tour, le moule suivant s'arrête sous la buse d'injection tandis que le précédent s'immobilise à une station de refroidissement et ainsi de suite. Après un ou plusieurs arrêts, le premier moule chargé se présente à une station dite d'enlèvement de la carotte, puis à une station d'éjec- tion de la pièce et vient enfin reprendre sa place sous le pot d'injection pour recevoir une nouvelle injection. Le même cycle d'opération se reproduit ensuite de sorte que, à un même temps d'arrêt du plateau, correspond l'injec. tion dans un moule.. 19'éjection de la carotte dans ùn autre et, dans un troisième,l'éjection de la pièce moulée.
On décrit ci-après, à titre d'exemple, une machine à huit moules selon l'invention, étant bien entendu que ce nombre n'est pas limitatif et que les différents mécanismes servant à exécuter les opérations individuelles nécessaires au fonctionnement de la machine peuvent être remplacés par d'autres équivalents,sans sortir du cadre de l'invention, L'exemple de fabrication considéré est celui de capsules d'étanchéité g les moules, re- présentés correspondent à ces objets. Le plateau rotatif est d'ailleurs prévu., comme on le verra, pour que dans les porte-moules puissent être adaptés facilement des moules destinés à fabriquer d'autres pièces, et que le changement de moules soit réalisé en un temps très court.
Cette machine est illustrée par les dessins annexés, sur lesquels:
La figure 1 est une vue schématique en plan de la machine avec les différentes stations des moules, référencées de I à VIII ;
La figure 2 est une vue partiellement en coupe et en élévation de la machine montrant deux moules respectivement aux stations I et V ;
Les figures 3 et 4 sont des schémas montrant le verrouillage et la déverrouillage des moules ;
La figure 5 est une vue en coupe verticale à grande échelle montrant l'alimentation du pot d'injection en matière première ;
Les figures 6 et 8 montrent respectivement à grande échelle et partiellement en coupe un détail d'un moule avec sa plaquette de carotte, en position de verrouillage et en position diamétralement opposée ;
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La figure 7 est une vue en plan partielle., à grande échelle, d'une partie de la machine correspondant aux stations V, VI et VII ;
La figure 9 est une vue en coupe axiale par la station VII ;
La figure 10 montre en plan le dispositif d'orientation de la plaquette de carotte;
La figure 11 est une vue en bout, vue de gauche de la précédente;
La figure 12 est une vue en élévation montrant le système d'éjection de :La carotte.9 station VI ;
La figure 13 montre le même système à plus grande échelle ainsi que la station d'éjection de l'objet moulé ;
La figure 14 est un schéma expliquant un mécanisme de la figure 13 ;
La figure 15 est un détail d'une pince d'éjection de la carotte selon une vàriante ;
Les figures 16, 17s 18 montrent respectivement en élévation, en plan, et en perspective le dispositif de maintien du porte-moule supérieur pendant l'éjection de l'objet moulé ;
La figure 19 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 2 ;
Les figures 20 et 21 représentent schématiquement une variante dans laquelle chaque porte-moule comprend plusieurs cavités de moulage ;
Avec référence aux dessins :
Sur le sol ou sur un socle 1 sont fixées des colonnes verticales 2 entretoisées par des plateaux 3, 4, 5, 6. Sous le plateau inférieur 3 est suspendu un moteur 7 boulonné à un plateau 8 articulé sur un axe 9.
Ce moteur attaque par une courroie 10, tendue par le poids du moteur, la poulie 11 dun réducteur de vitesse 12 dont l'arbre 13 porte des cames 14, 15, 16 ainsi qu9un plateau 17 et un pignon conique 18 qui attaque un second pignon conique 19, calé sur un arbre vertical 20. Cet arbre 20 porte un plateau munid'un galet 21 lequel entra±ne une croix de Malte 22, à huit branches, montée sur 1-'arbre 23 de la machine . A chaque rotation de l'arbre 13 correq- pond donc un déplacement angulaire de la croix de Malte de 1/8 de tour, suivi d'un temps d9arrêto
Sur 19arbre 23 est claveté un plateau 24 présentant des alésages dans lesquels peuvent coulisser les porte-moules 25.
Dans des alésages 26 peuvent coulisser des colonnes 27 réunies en leur base par une plaque entretoise 271 (figure 12) @ Chaque moule est composé de deux demi-moules, un demi-moule inférieur 28 vissé dans le porte-moules 25 et un demi-moule supérieur 29, vissé dans une pl-aque 30 fixée sur les extrémités supérieures des colonnes 27 et mobile verticalement avec elles. Sur chaque plaque 30 est montée une plaquette 31, dite plaquette de "carotte" dont le rôle sera expliqué plus loin.
Les différentes stations I à VIII imposées aux moules par la croix de Malte sont indiquées sur la figure 1.
La position I est la position d'injection ; les positions II à V sont des positions de refroidissement. En V s'effectue le soulèvement et le dégagement latéral de la plaquette de carotte ; en VI, le soulèvement du moule supérieur et l'enlèvement de la carotte ; en VII, l'extraction et 1' éjection de la pièce moulée, et la remise en place de la plaquette de carotte ; en VIII la remise en contact des deux demi-moules prêts dès lors à une nouvelles injection à la section I, et ainsi de suite.
La plaquette de carotte.9 le porte-moule supérieur et le portomoule inférieur sont prévus pour une circulation d'eau intérieure, telle qu'
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on la voit par exemple en pointillé sur la figure 10. On a montré seulement en 32 et 33 (figure 2) les tubes d'arrivée et d'évacuation de l'eau pour les deux moules représentés. Le courant d'eau traverse une boîte étanche
34 tournant avec le plateau 24 et raccordée par les chambres 35 et 36 avec les tubes fixes-d'arrivée et de départ 37, 38.
On décrit maintenant en détail les différentes pièces et les mécanismes permettant de réaliser toutes les opérations de la fabrication., c'est-à-dire, dans l'ordre
VERROUILLAGE - DEVERROUILLAGE - ALIMENTATION DU POT D'INJECTION - INJECTION.
STATION I.- A cette station où s'opère 1 'injection, il importe que les deux parties du moule soient fortement appliquées l'une contre 1' autre et qu'elles pressent la plaquette de carotte 31, à travers laquelle s'effectue l'injection - ainsi qu'il sera expliqué plus loin - contre le pot d'injection pour qu'aucune fuite de matière ne puisse se produire sous l'effet de la pression d'injection.
VERROUILLAGE.-
Le verrouillage et le déverrouillage sont commandés par la came
14 au moyen d'un dispositif représenté en élévation sur les figures 3 et 4.
La came 14 présente deux bossages 39, 40, dans des plans décalés l'un de l'autre.Ces bossages coopèrent respectivement avec deux galets 41, 42 portés respectivement par deux bras 43, 44 d'un levier articulé autour d'un axe 45.
L'autre bras46, de ce levier attaque une genouillère composée d'une biel- le 47 articulée autour d'un axe commun sur deux biellettes 48 et 49. La bielllette 48 oscille autour d'un axe 48a porté par une tige 50 coulissant dans une glissière 50a placée sous le porte-moule inférieur 25. La biellette 49 est articulée à un axe 49a du plateau fixe 4. Les axes 48a, 49a sont sur la même verticale. Par construction, lorsque le bossage 39 et le galet 41 coopèrent (fig. 3), les biellettes 48, 49 sont sensiblement dans le prolongement l'une de 1-'autre., de sorte que les moules sont appliqués avec force l'un contre 1-'autre, et pressent la plaquette 31 contre le pot d'injection 51. La tige 50 ne descend pour effectuer le déverrouillage (fig.
4) que sous l'action du bossage 40 rencontrant le galet 42, après rotation de la came dans le sens de la flèche f.Ensuite seulement, le plateau 24 entraîné par la croix de Malte se remet en route pour la substitution du moule au suivant.
La tige 50 peut être avantageusement constituée de deux éléments dans le prolongement l'un de l'autre, vissés par exemple l'un à l'autre de manière à rendre réglable la longueur de cette tige 50.
ALIMENTATION DU POT D'INJECTION.-
L'alimentation du pot d'injection en matière plastique est réalisée de la manière suivante (figure 5)
Un réservoir de matière première 60 est en communication par le bas avec l'ouverture supérieure du pot d'injection 51. Un tiroir 61, qui reçoit un mouvement alternatif, refoule, en se déplaçant vers la gauche., une certaine quantité de matière tandis qu'un piston vertical 62, en s'abaissant, oblige la matière précédemment enfournée à descendre dans le pot d'in- jection. Le mouvement de ce piston 62 est réalisé au moyen d'un levier 63 articulé sur un axe 64 recevant de la tige 57 un mouvement d'oscillation.
Ce mouvement transmet à une coulisse 65, mobile sur la tige 53, un mouvement rectiligne alternatif lequel est transmis par l'intermédiaire d'un ressort 66 au piston 62. Le ressort 66 fléchit si la matière tend à être trop bourrée dans le pot et la course du piston est réduite d'autant. Une butée 67, réglable en hauteur, agit sur un levier coudé 68 pour actionner,, au moyen de la tige 61a,le tiroir 61 dont la course diminue ainsi avec celle du piston 62, de sorte que le débit décroît avec elle, ce qui produit un effet
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régulateur de l'alimentation. Un ressort 61b rappelle le tiroir 61 en arrière lorsque la butée 67 abandonne le levier coudé 68.
INJECTION.-
L'injection est réalisée à la station I, à partir du pot d'injection 51 suivant le procédé décrit dans le brevet précité.
L'appareillage et, en particulier, le pot d'injection sont représentés sur la figure 2 et avec plus de détail sur la figure 5. Le processus d'injection est rappelé succinctement ci-dessous. Le piston d'injection 52 est solidaire d'une tige de piston 53 qui reçoit un mouvement de va-et-vient par l'intermédiaire d'un levier 54, oscillant autour d'un axe fixe 55, et d'une bielle 56. L'extrémité du levier 54 est articulée sur une extrémité d'une tige verticale 57 dont l'autre extrémité s'articule sur une bielle 58, montée oscillante sur un maneton excentré 59 du plateau 17 (figure 2).
Le piston reçoit donc un mouvement alternatif à chaque tour du plateau 17, c'est-à-dire entre l'arrêt d'un moule à la station d'injection et 1' arrêt du moule suivant. Le maneton 59 est calé de telle manière que la descente du piston 52, qui correspond à l'injection, se produise pendant le temps d'arrêt du moule et après le verrouillage du moule. Le dosage de 1' injection en fonction de la capacité du moule est réglé par tout moyen approprié ,apte à faire varier la course du piston.
Selon le dispositif décrit dans le brevet précité, une aiguille d'obturation est montée dans le pot d'injection, au voisinage de la buse d'injection.pour fermer automatiquement celle-ci lors de la remontée du piston, par un effet d'aspiration. Pour accroître la sûreté du fonctionnement,la machine selon la présente invention comprend (figures 2, 2a et 6) un dispositif qui assure mécaniquement le mouvement d'obturation par une aiguille référencée 69 (fig. 19).
Sur la tige 57, est bloqué, à hauteur réglable, au moyen d'une vis 70, un manchon 71 terminé par un chanfrein 71a.Un levier 72 articulé sur un axe 73, porte un galet 74. Lorsque, dans l'ascension de la tige 57, le chanfrein 71a rencontre le galet 74,l'aiguille 69 est repoussée vers la droite et reste dans cette position jusqu'à la fin de la course ascendante de la tige 57. Au contraire, quand le galet 74 échappe au manchon 71 dans la descente de celui-ci, l'aiguille est refoulée vers la gauche par la pression d'injection de la matière qui s'exer- ce sur son extrémitéo Le galet 74 butant sur la tige 57 limite ce mouvement.
On peut régler le dispositif de telle manière que l'obturateur reste fermé, un court moment, après que le piston 52 a commencé sa descente d'injection de manière à surcompresser la matière plastique en fusion et réaliser ainsi une injection extrêment rapide.
Ainsi qu'on l'a dit plus haut, l'injection s'effectue à travers une plaquette 31 dite "de carotte" dont on décrit maintenant le rôle, en se référant spécialement à la figure 6, sur laquelle elle est représentée dans la position d'injection, serrée entre le porte-moule supérieur 30 et le pot d'injection 51. Cette plaquette présente un orifice 75 en forme de tronc de cône, interposé entre la buse d'injection 76 et l'orifice plus étroit d'entrée 77 traversant le demi-moule supérieur, lequel est ici réréfencé 78 tandis que le demi-moule inférieur est représenté en 80, ces deux parties de moules coopérant pour l'obtention de capsules d'étanchéité.
Quand l'injection a lieu, l'aiguille obturatrice 69 étant refoulée vers la gauche par la pression de la matière plastique qui s'exerce sur son extrémité par un canal latéral 79, la matière injectée remplit 1' intervalle entre les deux parties de moule 78 et 80 pour former la pièce moulée 81 à laquelle adhère la carotte constituée par la matière qui remplit les orifices 75 et 77.La matière qui remplit la buse 76 est aspirée par la remontée du piston d'injection, mais la carotte, rapidement solidifiée par le refroidissement intense de la plaquette 31, est retenue en raison
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de sa forme tronconique. La rupture entre la carotte et la matière du pot d'injection sera d'ailleurs produite lors du déverrouillage qui éloigne solidairement les deux parties du moule., et la plaquette, de la buse.
Le rôle de la plaquette de carotte est de constituer la tête tronconique 75 de la carotte et de la refroidir rapidement pour permettre dans une opération subséquente de détacher cette tête de carotte ainsi que son pédoncule 77 au ras de la pièce moulée, comme on le verra plus loin.
Aussitôt après l'injection le déverrouillage est produit eom- me il a été indiqué précédemment et le plateau 24 se met en marche pour substituer au moule plein le moule suivant et ainsi de suite. Le premier avance ainsi de station en station et se refroidit ainsi que l'objet qu'il contient jusqu'à la station V.
STATION - V. -
SOULEVEMENT ET ROTATION DE LA PLAQUETTE POUR DEGAGER LA CAROTTE .-
En cette stations la plaquette de carotte 31 qui accompagne le moule est soulevée et subit un déplacement horizontal angulaire, pour permettre de dégager de cette plaquette la "carottelt c'est-à-dire la matière plastique,, à ce moment solidifiées qui remplit l'orifice de cette plaquette et 1' orifice du demi-moule supérieur.
L'orifice 75 de la plaquette 31 étant tronconique., le démoulage de la tête de la carotte, solidifiée par le refroidissement intense de la plaquette, est obtenu par un simple soulèvement de celle-ci., suivi d'un déplacement angulaire. Ce déplacement est réalisé comme il est expliqué cidessous en se référant particulièrement aux figures 6, 8, 9, 10 et 11.
La plaquette de carotte 31 était jusqu'ici maintenue appliquée contre la plaque porte-moule supérieur, 30, par un ressort 175 (figure 8) buté sur une bague 176 goupillée au pied d'une tige 177. Il suffit de soulever cette tige en comprimant le ressort 175 pour dégager la plaquette 31. de la plaque 30.Ce soulèvement est exécuté par le moyen d'une barre horizontale 178 qui se soulève comme on le verra plus loin. L'extrémité de cette barre vj,ent soulever une tige verticale 179 contre l'action d'un ressort 180. D'autre part., la plaque 31 était maintenue dans sa position d'injection par une butée 181 possédant deux redans 182 et 183 (figures 10 et 11).Contre le redan 182, la plaquette 31 est appuyée par un ressort 184.
Après qu'elle a été soulevée au-dessus de la plaque 30, elle pivote sous 1' action du ressort 184 autour de son axe et vient s'appliquer contre le redan supérieur 183,dégageant ainsi la tête de la carotte - laquelle émerge alors du moule supérieur.
STATION VI - ELEVATION DU MOULE SUPERIEUR - ELIMINATION DE LA CAROTTE.-
A la station VI s'effectue le démoulage par l'élévation du demimoule supérieur et le soulèvement de la pièce moulée 81 hors du demimoule inférieur. On a en effet prévu dans ce dernier une contre-dépouille pour que la pièce y reste maintenue par son bord pendant le soulèvement du demi-moule supérieur.
Le soulèvement du porte-moule supérieur est commandé par la came 16 (figure 2). Cette opération est illustrée sur la figure 12.
Un levier 85 appuyant par un galet sur la came 16 soulève la tige 86, qui coulisse verticalement à travers les plateaux 4 et 5,contre la pression du ressort 87 buté contre le plateau 5 et une bague 88. La tige 87 porte, à son extrémité supérieure, une plaque 89 au-dessus de laquelle était venue se placer l'entretoise 271 qui réunit les deux tiges 27 portant la plaque porte-moule supérieur 30. Le moule supérieur est ainsi soulevé.
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On notera, pour compléter ce qui a été dit à l'occasion de la station V, que la barre 178, qui est solidaire de la tige 86, s'est élevée dans-cette opération. La position de cette barre sur la tige 86 est réglée pour que, vers la fin seulement du soulèvement du moule supérieur à la station VI, s'effectue le soulèvement de la plaquette de carotte dégageant la tête de la carotte 31 à la station précédente.
L'élimination de la carotte est commandée par le mécanisme décrit ci-après :
Sur une potence 90 (figure 13), solidaire du plateau 5, est monté, mobile en rotation, un arbre vertical 91 portant une traverse horizontale 92, munie à ses extrémités de deux pinces équidistantes de 1' axe de rotation 91 et formées chacune de deux éléments, l'un fixe, 93, l'autre 94, mobile autour d'un axe 95. Les queuesdes éléments 94 sont réunies par un ressort 96 qui tend à maintenir les deux pinces fermées. Sur le pied de l'arbre 91 est monté un manchon 97 qui présente deux filetages hélicoïdaux 98-99 de même pas, décalés l'un par rapport à l'autre de 180 .
L'extrémité supérieure d'un filet et l'extrémité inférieure de l'autre, et inversement,débouchent dans deux rainures longitudinales 100-101 (figure 14) diamétralement opposées.Ledit manchon 97 a pour fonction,de transformer le mouvement rectiligne alternatif de la plaque 89 en un mouvement de relation alternatif de l'arbre 91.
La figure 14, représentant le manchon fendu suivant une génératrice X-X et développé, et la figure 18 illustrent la réalisation de ce mouvement. Sur la plaque 89 est fixée une boîte 102 renfermant un poussoir 103 sollicité par un ressort qui pousse une extrémité de ce poussoir dans une des rainures 100-101 . La profondeur des rainures décroît de bas en haut jusqu'à leur rencontre avec les filetages.
Lorsque la plaque 89 est en position basse, par exemple, le poussoir 103 est engagé dans le bas de la rainure 100. Lorsque la plaque 89 s'élève., le poussoir 103 monte dans la rainure 100 sans rencontrer d'obstacle, le manchon 97 ne tourne pas.
Lorsque le poussoir atteint le haut de la rainure 100, il est poussé par son ressort dans la partie 100a de cette rainure qui a la profondeur du filetage 99. En redescendant, il fait pression sur le flanc inférieur 99a de ce filetage et oblige le manchon 97 à tourner dans le sens de la flèche. Le poussoir abandonne alors la rainure 100 et, en fin de course le long du filetage 99, il s'engage, poussé par son ressort,dans la rainure 101 en franchissant le ressaut 104, puis le même processus se renouvelle dans la rainure 101 et le filetage 98, et ainsi de suite.
L'élimination de la carotte s'effectue comme suit :
La pince de droite de la figure 13, en rencontrant dans sa rotation une rampe fixe 105 montée sur une colonne 106 (voir figure 7) s'est ouverte. Dans la rotation suivante de 180 , elle reste maintenue dans cette position ouverte par la lame de ressort. 105 a. Au moment où la plaque porte-moule supérieur, 30, atteintson point culminant, une tige--107., pressée vers le bas par le ressort 105a est soulevée par la--plaque 30 et soulève à son tour le ressort 105a au-dessus du cran 108 de l'élément de pince 94. A ce moment, la pince se ferme sur la carotte sous l'action du ressort 96.
La plaque porte-moule supérieur 30 commençant alors sa descente, provoque, au ras de l'objet moulé, la séparation de la carotte ; celle-ci reste suspendue à la pince qui se met en marche pour la demi-rotation suivante. La pince s'ouvre à nouveau en rencontrant la butée 105, laisssant tomber la carotte. Chacune des pinces agit ainsi à tour de rôle, l'une se fermant sur une carotte tandis que l'autre libère celle du moule précédent.
Suivant une variante représentée sur la figure 15, les deux mâchoires 93, 94 de chaque pince sont mobiles chacune autour d'un axe et en- grènent'l'une avec l'autre par des secteurs dentés 93a, 94a, ce qui per-
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met une saisie symétrique de la carotte par rapport à son axe. On peut pré- voirsur le trajet de la pince ouverte, un obstacle qui obligerait la carotte à tomber dans le cas éventuel où elle serait restée accrochée à l'une des mâchoires de la pince.
Le moule supérieur étant soulevé, il est maintenant nécessaire de le maintenir en position haute pendant la fraction de tour suivante du plateau porte-moules 24 pour permettre l'extraction de la pièce hors du moule inférieur et son éjection.
Les figures 16, 17, 18 montrent comment le demi-moule supérieur franchit en position soulevée l'intervalle entre les stations VI et VII.
Ce résultat est obtenu au moyen d'une rampe horizontale 111, soutenue par une colonne 110, un peu au-dessous de la base de la plaque- entretoise 27 en position soulevée. Sur cette rampe glissera la plaque - entretoise 27@ 1 Pour permettre l'engagement de la rampe sous cette plaque à la station 1VI, la rampe 111 porte, de niveau avec son plan supérieur, un secteur circulaire 112 mobile autour de son arbre 114, d'axe 113. Sur l'arbre 114, bloqué sur la rampe 111, est fixée l'extrémité centrale d'un ressort spiral, 115, dont l'autre extrémité appuie sur un tenon 116 blo- qué sur le secteur 112. La lame de ce ressort pousse le secteur 112 dans le sens des aiguilles d'une montre et le secteur est immobilisé par la ren- contre du tenon 116 avec une échancrure 117 de la rampe 111.
Lorsque la colonne-27., la plus en avant, atteint la position 27VI à la station VI, (figures 17 et 18) elle appuie sur le bord du secteur 112 qui s'efface légèrement dans le sens de la flèche en tournant autour de son axe. Dans le soulèvement de la plaque 271, soulevée par la plaque 89, la colonne 27 occupant la position 27VI glisse le long du bord du secteur 112 jusqu'à ce que la plaque 271 qui présente un arrondi de même rayon que la colonne 27 dépasse le niveau du secteur 112. A ce moment, le ressort 115 rappelle, dans le sens des aiguilles d'une montre, le secteur 112 le- quel s'engage sous l'extrémité avant de la plaque 271.
Celle-ci reste sou- tenue en position haute par le secteur 112 et ensuite par la rampe 111 pen- dant le passage de la station VI à la station VII, position 27VII de la colonne 27 (figure 18).
Pendant que la plaque entretoise 271 parcourt la rampe 111, un doigt 177a (figure 9) porté par la tige 177, vient heurter une butée 111a fixée à la rampe 111. Cette butée fait tourner l'arbre 177 et la pla- quette de carotte 31 dans le sens inverse du précédent en tendant le ressort 184 (figure 10). La plaquette 31, échappant alors) au redan 183, est rappelée vers le bas par le ressort 175 (figure 9) contre la plaque porte-moule su- périeur 30. Elle est alors butée contre le redan 182 et remise ainsi en position convenable pour une nouvelle injection.
STATION VII - SOULEVEMENT DE L'OBJET ET SON EJECTION.-
Ces opérations sont visibles sur les figures 7 et 9. Le demi- moule inférieur 28 et le porte-moule 25 sont traversés par une tige 118, équi- valente à l'élément 80 de la figure 6 et dont la tête 119 est parfaite- ment ajustée dans le moule;,, la partie supérieure de cette tête formant une partie du fond du moule. La tige 118 est sollicitée vers le bas par un res- sort 120 qui maintient ainsi la tête 119 appliquée contre l'épaulement correspondant du moule.A la station VIII, la rotation de la came 15 (figu- re 1) soulève une tige 121 (figure 9) qui porte un poussoir 122, lequel vient soulever la tige 118 ainsi que l'objet moulé dont elle est coiffée, jusqu'à la position indiquée en pointillé.
Aussitôt après cette ascension, une palette 123, échancrée pour laisser passage à la tête 119 dans sa des- cente, et montée au bout d'un bras 124 tournant autour d'un axe 125, est venue se placer sous la tête 119 par un mouvement de rotation commandé comme suit :
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Au repos, le bras 124 est maintenu écarté du plateau porte- moule inférieur 24, dans la position de la figure 7, par un -verrouillage à cliqueta visible sur la figure 9; qui s'oppose à l'action d'un ressort spiral enroulé autour de l'arbre 125.
Ce verrouillage est constitué par un levier coudé monté oscillant autour d'un axe 126, et dont la branche 127, soulevée par le ressort 128, bute contre la palette ,123. Vers la fin de la montée de la tige 121, un coulisseau 129, qui' en est solidaire.,vient pousser vers la gauche le bras 130 du levier coudé, provoquant la rotation de celui-ci. La palette 123 échappe alors au bras 127 et, poussée par le ressort spiral, vient sous l'objet moulé 81, embrassant dans son échan- crure 131 la tige 118. Celle-ci descend aussitôt par suite de la rotation de la came 15 (figure 1) et déposé l'objet 81 sur la palette 123.
Le plateau porte-moule inférieur 24 (figure 7), heurtant brusquement, par son bossage 132 portant le moule suivant le doigt 133 monté sur l'arbre d'axe 125, im- prime à celui-ci une brusque rotation qui projette par inertie l'objet moulé dans un réceptacle convenablement placé pour le recevoir. Dans son mouvement de recul (figure 9), la palette 123 glisse sur le bras 127 et dépasse son extrémité. Celui-ci, poussé alors par son ressort 128, se sou- lève et immobilise à nouveau la palette 123 qui est prête, dès lors, à une nouvelle opération d'expulsion de l'objet moulé suivant.
La came 15 ayant continué sa rotation, la tête 119 a repris sa place dans le moule inférieur ; la tige 177 est aussi redescendue, par sui- te de la rotation de la came 16, et le moule, reconstitué par la jonction de ses deux éléments, est prêt à une nouvelle injection.
Dans le trajet de la station VII à la station VIII, la plaque 271, sous l'effet de sa charge ou de ressorts de rappel, s'il y a lieu, descend le long de la partie inclinée 111a de la rampe 111 (figures 16,17 18) ramenant ainsi finalement à la station I le moule en position basse, prêt pour une nouvelle opération.
SECURITES.-
La machine est munie de dispositifs de sécurité pour arrêter le moteur en cas d'incident de marche. En particulier, un mcro-rupteur placé sur le trajet des moules est attaqué par la partie supérieure de la plaque porte-moule supérieur et coupe le courant du moteur lorsqu'un incident empêche les deux demi-moules de reprendre contact, par exemple si un objet mal démoulé s'interpose entre leurs deux surfaces de jonction.
Les figures 20 et 21 illustrent schématiquement selon des vues respectivement en plan et en élévation, une réalisation de l'invention sous la forme d'une machine qui applique identiquement les principes construc- tifs de celle qui est représentée sur les figures 1 à 19, mais danslaquelle chacun des porte-moules 25-30, au lieu de contenir une seule cavité de mou- lage 28-29, en possède plusieurs, par exemple quatre, comme c'est le cas sur les figures schématiques 20 et 21.
Ces cavités de moulage - dont chacune reproduit les demi-moules 28-29 précédemment décrits, sont alimentées collectivement par un pot d' injection central, 151, qui est constitué et fonctionne selon le principe du brevet précité et auquel elles sont reliées par des canaux 152 rayon- nant autour de la buse d'injection.
Pour le soulèvement des moules, une tige 86, équivalente de cel- le de la figure 12, attaque un plateau 86a agissant lui-même sur des tiges individuelles 86b avec ressorts 87b.
L'injection se fait, ici encore, à travers des plaquettes de ca- rottes qui jouent le même rôle que les plaquettes 31 précédemment décrites.
Les opérations de soulèvement de ces plaquettes pour dégager les carottes, puis l'élimination de celles-ci après soulèvement des porte- moules supérieurs, enfin celles de soulèvement et d'éjection des objets
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moulés s'accomplissent dans les mêmes conditions pour que les figures 1 à
19. moyennant les adaptations mécaniques qui peuvent être rendues néces- saires par la pluralité des moules sur chacun des groupes porte-moules
25-30. En particulier, pour assurer l'enlèvement de la carotte et de ses ramifications, il importe de noter que la machine ne délivre pas une grappe d'objets moulés, mais des pièces moulées qui sont automatiquement et indi- viduellement séparées desdites ramifications, lesquelles correspondent aux canaux 152.
En desservant ainsi plusieurs unités de moulage au moyen d'un seul groupe porte-moules et d'un seul pot d'injection, on multiplie la pro- duction d'une même machine sans avoir à apporter à celle-ci des transforma- tions fondamentales. Or, c'est grâce à la précision.du dosage 'et à la fai- ble puissance demandée par la machine, que celle-ci peut conserver sa ca- dence habituelle tout en assurant une production beaucoup plus considérable puisque, dans l'exemple des figures 20 et 21, une machine possédant huit groupes de moulage avec, dans chacun de ces groupes, quatre unités de mou- lage, produit 32 articles durant chacune de ses révolutions.
REVENDICATIONS
1.- Une machine automatique pour le moulage par injection d'ob- jets en matières plastiques, notamment de pièces de faibles poids et dimensions, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend - montés à intervalles réguliers sur un plateau à rotation intermittente desservant plusieurs stations d'arrêt - une,série de couples de porte-moules ; deux demi-moules, l'un supérieur, l'autre inférieur, portés respectivement par chacun de ces porte-moules ; au moins une cavité de moulage dans chacun de ces demi-moules ; un pot d'injection avec buse d'injection alimentant successivement en matière plastique à travers un orifice lesdits demi-moules en l'une desdites stations d'arrêt ;
des moyens pour soumettre ensuite lesdits demi-moules aux stations successives suivantes à une action de refroidissement, puis d'enlèvement de la "carotte" formée par la solidification de la matière refroidie remplissant ledit orifice d'accès aux cavités de moulage, et des moyens pour l'éjection des pièces moulées.
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MACHINE FOR INJECTING OBJECTS OF PLASTIC MATERIAL.
The present invention - due to Mr. Maurice LABARRE - resides in a machine for molding, by injection, plastic objects, for example of the polyethylene, polyamide, or other type. This machine has been more particularly designed to meet the needs of molding parts of low or very low weight, but it is suitable, in principle, for the manufacture of all kinds of articles of varying weight.
Now, it is known that all the injection machines currently in use respond to the manufacture of objects of relatively great weight according to a slow process and by delivering said objects in "clusters". Consequently, if, for the molding of the parts of low weight, being able to fall below the gram, one uses these known machines one is obliged, because of the imprecision of the dosage of the injection and the too great slowness thereby making the parts of such light weight in multi-cavity molds where the material is fed, from a central injection well through branches to each individual mold. We know that this results in considerable waste.
Known injection machines, mentioned above, deliver molded parts., In variable number, connected by supply channels and a "sprue", the total weight of this waste often exceeding that of the parts themselves, in particular whether these are seals of the kind intended to aid in the capping of bottles, vials and the like. This waste must then be separated from the parts and reground. This stain removal, if it must be carried out automatically, requires the use of very complicated and expensive molds, which is practically prohibitive. With the most advanced current machines, the spotting of parts and the grinding of unusable parts leads to employment!
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very expensive labor.
When these machines are used for the manufacture of gaskets, their useful capacity represents only about 1/5 of the theoretical capacity cat they are powerful machines and with slow rate.
The power required by these machines is indeed considerable, because the injection is carried out under unfavorable conditions. For example, to obtain a production of the order of 6,000 joints per hour, in order to ensure a regular injection, one must have a 50 ton compressor absorbing a power of the order of 15 H.P.
Moreover, with these known machines, if the diameter of the joints is called upon to vary according to demand, different types of molds must be available, in a number equal to that of the joints to be manufactured. However, these molds are relatively very expensive, so that these machines do not meet the economic requirements of a multiplicity of jobs that are numerous, rapid and of relatively limited importance.
Finally, with machines, we have not yet succeeded in properly producing objects weighing less than one gram.
The object of the invention is an automatic machine with multiple molds, operating by injection, which is capable of executing at a rapid rate parts of low weight, which may be of the order of a few decigrams, each part being produced in principle individually in a mold and practically with very little waste.
The injection machine according to the present invention has the following essential advantages over known machines:
1) Unlike known machines which cannot dose the injected mass, the size of which is strictly a function of the absorption capacity of the mold, it allows extremely precise dosing due to the special injection mode it applies .
2) In an embodiment comprising eight molds, it can perform 60 to 120 injections per minute.
3) The injection being very precise and rapid, it makes it possible to obtain very thin parts which can reach 2/10 of a millimeter in thickness and weighing around 3/10 of a gram.
4) The injection pressure is considerably lower and it does not require a compressor which is a remarkable simplification of the molding plant.
5) Consequently, the locking of the molds is made easier.
As a result, it allows thin-walled molds to be used without risk of "burrs" and accidents. Instead of a pressure of around 50 tonnes, it works with a pressure of a few hundred kilograms.
6) It removes the drops at the outlet of the injection nozzle.
7) Finally, it allows a considerable lowering of the temperatures usually necessary, which excludes any carbonization of the material which remains much more natural and more flexible. As a result, the parts obtained have a better appearance, their flexibility is improved and their strength increased.
The machine according to the invention applies for the actual injection operation the method and the device described in the patent filed by the same Applicant on January 29, 1954 under number 412,485 for: "Method and device for molding plastics by injection ".
As an indication, an eight-mold machine according to the invention, operating with the injection device of said patent, is capable of realizing
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read parts, for example seals, for capping containers, weighing varying from a few grams to a few decigrams, respectivelyg at injection rates varying from 60 to 120 strokes per minute, the power stake being of the order of one horse, including that spent by the injection device, incorporated in the machine.
The waste - moreover reusable - is reduced practically to a very small quantity of material, of the order of 0.025 grams per part, whatever the weight of this part. This waste is formed by the "cavity" housed in a very narrow pipe which separates the outlet orifice of the injection pot from the inlet orifice in the mold. According to a very remarkable feature of the machine, this core is moreover automatically detached from the part and ejected before the latter is delivered by the machine. It can be reused directly without regrinding because of its very small size, of the order of a grain of raw material.
The machine is a rotary machine, comprising a circular plate rotating around its axis, and on which the molds are distributed, at an equal distance from the center and equally spaced angularly. A motor drives the plate in rotation which, by the action of an appropriate device, for example a Maltese cross, marks a stopping time after each angular displacement corresponding to the angle in the center separating two consecutive molds. . Above one of the stop positions of the molds is mounted the injection device actuated by the drive motor of the plate.
In this position, the mold is applied and locked against the injection nozzle of the injection pot and then injection takes place. After a fraction of an eighth of a turn, the next mold stops under the injection nozzle while the previous one comes to rest at a cooling station and so on. After one or more stops, the first loaded mold presents itself at a so-called core removal station, then at a part ejecting station and finally comes back to its place under the injection pot to receive a new injection. The same operating cycle is then repeated so that the injec corresponds to the same stopping time of the plate. tion in one mold. 19'ejection of the core into another and, in a third, the ejection of the molded part.
A description is given below, by way of example, of a machine with eight molds according to the invention, it being understood that this number is not limiting and that the various mechanisms serving to carry out the individual operations necessary for the operation of the machine can be replaced by other equivalents, without departing from the scope of the invention. The manufacturing example considered is that of sealing caps g the molds shown correspond to these objects. The turntable is moreover provided., As will be seen, so that molds intended for manufacturing other parts can be easily fitted into the mold holders, and that the mold change is carried out in a very short time.
This machine is illustrated by the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a schematic plan view of the machine with the different stations of the molds, referenced from I to VIII;
FIG. 2 is a view partially in section and in elevation of the machine showing two molds respectively at stations I and V;
Figures 3 and 4 are diagrams showing the locking and unlocking of the molds;
Fig. 5 is an enlarged vertical sectional view showing the feeding of the injection pot with raw material;
FIGS. 6 and 8 show respectively on a large scale and partially in section a detail of a mold with its carrot insert, in the locking position and in a diametrically opposed position;
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FIG. 7 is a partial plan view, on a large scale, of part of the machine corresponding to stations V, VI and VII;
Figure 9 is an axial sectional view through station VII;
FIG. 10 shows in plan the device for orienting the carrot wafer;
FIG. 11 is an end view, seen from the left of the previous one;
FIG. 12 is an elevational view showing the ejection system of: The core. 9 station VI;
Figure 13 shows the same system on a larger scale as well as the molded object ejection station;
Fig. 14 is a diagram explaining a mechanism of Fig. 13;
Figure 15 is a detail of a carrot ejection clamp according to a variant;
Figures 16, 17s 18 show respectively in elevation, in plan, and in perspective the device for holding the upper mold holder during ejection of the molded object;
Figure 19 is a view on a larger scale of a detail of Figure 2;
Figures 20 and 21 schematically show a variant in which each mold holder comprises several mold cavities;
With reference to the drawings:
On the ground or on a base 1 are fixed vertical columns 2 braced by plates 3, 4, 5, 6. Under the lower plate 3 is suspended a motor 7 bolted to a plate 8 articulated on an axis 9.
This engine drives by a belt 10, tensioned by the weight of the engine, the pulley 11 of a speed reducer 12 whose shaft 13 carries cams 14, 15, 16 as well as a plate 17 and a bevel pinion 18 which drives a second pinion. conical 19, wedged on a vertical shaft 20. This shaft 20 carries a plate munid'un roller 21 which includes ± ne a Maltese cross 22, with eight branches, mounted on 1-'arbre 23 of the machine. Each rotation of shaft 13 therefore corresponds to an angular displacement of the Maltese cross of 1/8 of a turn, followed by a stopping time.
On the shaft 23 is keyed a plate 24 having bores in which the mold holders 25 can slide.
Columns 27 can slide in bores 26 joined at their base by a spacer plate 271 (figure 12) @ Each mold is composed of two half-molds, a lower half-mold 28 screwed into the mold-holder 25 and a half-mold. upper mold 29, screwed into a pl-aque 30 fixed to the upper ends of the columns 27 and vertically movable with them. On each plate 30 is mounted a plate 31, called a "sprue" plate, the role of which will be explained below.
The different stations I to VIII imposed on the molds by the Maltese cross are shown in figure 1.
Position I is the injection position; positions II to V are cooling positions. In V is the lifting and lateral release of the core plate; in VI, the lifting of the upper mold and the removal of the core; in VII, the extraction and ejection of the molded part, and the reinsertion of the core insert; in VIII the re-contacting of the two half-molds ready from then on for a new injection in section I, and so on.
The carrot insert. 9 the upper mold holder and the lower mold holder are provided for internal water circulation, such as
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it can be seen for example in dotted lines in FIG. 10. Only at 32 and 33 (FIG. 2) the water inlet and outlet tubes have been shown for the two molds shown. The stream of water passes through a sealed box
34 rotating with the plate 24 and connected by the chambers 35 and 36 with the fixed-arrival and departure tubes 37, 38.
We now describe in detail the different parts and mechanisms for carrying out all the manufacturing operations., That is to say, in the order
LOCKING - UNLOCKING - POWERING THE INJECTION POT - INJECTION.
STATION I.- At this station where the injection takes place, it is important that the two parts of the mold are strongly pressed against one another and that they press the core plate 31, through which is carried out. injection - as will be explained later - against the injection pot so that no material leakage can occur under the effect of the injection pressure.
LOCKING.-
Locking and unlocking are controlled by the cam
14 by means of a device shown in elevation in Figures 3 and 4.
The cam 14 has two bosses 39, 40, in planes offset from one another. These bosses cooperate respectively with two rollers 41, 42 carried respectively by two arms 43, 44 of a lever articulated around an axis 45.
The other arm46 of this lever attacks a toggle composed of a connecting rod 47 articulated around a common axis on two connecting rods 48 and 49. The connecting rod 48 oscillates around an axis 48a carried by a rod 50 sliding in a slide 50a placed under the lower mold holder 25. The link 49 is articulated to an axis 49a of the fixed plate 4. The axes 48a, 49a are on the same vertical. By construction, when the boss 39 and the roller 41 cooperate (Fig. 3), the rods 48, 49 are substantially in the extension of one another., So that the molds are applied with force to one another. against 1-other, and press the wafer 31 against the injection pot 51. The rod 50 does not descend to perform the unlocking (fig.
4) that under the action of the boss 40 meeting the roller 42, after rotation of the cam in the direction of the arrow f. Only then, the plate 24 driven by the Maltese cross starts again for the substitution of the mold at the next.
The rod 50 can advantageously consist of two elements in the extension of one another, screwed for example to one another so as to make the length of this rod 50 adjustable.
INJECTION POT SUPPLY.
The plastic injection pot is fed as follows (figure 5)
A raw material reservoir 60 is in communication from below with the upper opening of the injection pot 51. A drawer 61, which receives a reciprocating movement, pushes, by moving to the left., A certain quantity of material while that a vertical piston 62, by lowering, forces the material previously loaded to descend into the injection pot. The movement of this piston 62 is achieved by means of a lever 63 articulated on a pin 64 receiving from the rod 57 an oscillating movement.
This movement transmits to a slide 65, movable on the rod 53, a reciprocating rectilinear movement which is transmitted by means of a spring 66 to the piston 62. The spring 66 flexes if the material tends to be too stuffed in the pot and the piston stroke is reduced accordingly. A stop 67, adjustable in height, acts on an angled lever 68 to actuate, by means of the rod 61a, the spool 61 whose stroke thus decreases with that of the piston 62, so that the flow decreases with it, which produces an effect
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power regulator. A spring 61b recalls the drawer 61 back when the stop 67 releases the elbow lever 68.
INJECTION.-
The injection is carried out at station I, from the injection pot 51 according to the method described in the aforementioned patent.
The apparatus and, in particular, the injection pot are represented in FIG. 2 and in more detail in FIG. 5. The injection process is briefly recalled below. The injection piston 52 is integral with a piston rod 53 which receives a reciprocating movement by means of a lever 54, oscillating about a fixed axis 55, and a connecting rod 56 The end of the lever 54 is articulated on one end of a vertical rod 57, the other end of which is articulated on a connecting rod 58, mounted oscillating on an eccentric crank pin 59 of the plate 17 (FIG. 2).
The piston therefore receives a reciprocating movement on each turn of the plate 17, that is to say between the stopping of a mold at the injection station and the stopping of the following mold. The crank pin 59 is wedged in such a way that the descent of the piston 52, which corresponds to the injection, occurs during the stopping time of the mold and after the locking of the mold. The dosage of the injection as a function of the capacity of the mold is adjusted by any suitable means capable of varying the stroke of the piston.
According to the device described in the aforementioned patent, a shutter needle is mounted in the injection pot, in the vicinity of the injection nozzle. To automatically close the latter when the piston rises, by an effect of aspiration. To increase operating safety, the machine according to the present invention comprises (FIGS. 2, 2a and 6) a device which mechanically ensures the closing movement by a needle referenced 69 (FIG. 19).
On the rod 57, is blocked, at adjustable height, by means of a screw 70, a sleeve 71 terminated by a chamfer 71a. A lever 72 articulated on an axis 73, carries a roller 74. When, in the ascent of the rod 57, the chamfer 71a meets the roller 74, the needle 69 is pushed back to the right and remains in this position until the end of the upward stroke of the rod 57. On the contrary, when the roller 74 escapes the sleeve 71 in the descent of the latter, the needle is pushed back to the left by the injection pressure of the material which is exerted on its end. The roller 74 abutting on the rod 57 limits this movement.
The device can be adjusted in such a way that the shutter remains closed for a short time after the piston 52 has started its injection descent so as to over-compress the molten plastic material and thus achieve an extremely rapid injection.
As stated above, the injection is effected through a so-called "core" plate 31, the role of which will now be described, with special reference to FIG. 6, in which it is shown in FIG. injection position, clamped between the upper mold holder 30 and the injection pot 51. This plate has an orifice 75 in the form of a truncated cone, interposed between the injection nozzle 76 and the narrower orifice of inlet 77 passing through the upper half-mold, which is here referenced 78 while the lower half-mold is shown at 80, these two mold parts cooperating to obtain sealing capsules.
When the injection takes place, the shutter needle 69 being forced to the left by the pressure of the plastic material which is exerted on its end by a side channel 79, the injected material fills the gap between the two mold parts. 78 and 80 to form the molded part 81 to which the core formed by the material which fills the orifices 75 and 77 adheres. The material which fills the nozzle 76 is sucked up by the rise of the injection piston, but the core, rapidly solidified by the intense cooling of the wafer 31, is retained due to
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of its tapered shape. The break between the core and the material of the injection pot will moreover be produced during the unlocking which separates the two parts of the mold, and the plate, from the nozzle.
The role of the carrot wafer is to constitute the frustoconical head 75 of the carrot and to cool it rapidly to allow in a subsequent operation to detach this carrot head as well as its peduncle 77 flush with the molded part, as will be seen. further.
Immediately after the injection, the unlocking is produced as indicated above and the plate 24 starts up to replace the full mold with the next mold and so on. The first thus moves from station to station and cools down as well as the object it contains to station V.
STATION - V. -
LIFTING AND ROTATION OF THE PLATE TO RELEASE THE CARROT .-
In this station the carrot plate 31 which accompanies the mold is lifted and undergoes an angular horizontal displacement, to allow to release from this plate the "carottelt that is to say the plastic material ,, at this time solidified which fills the 'orifice of this plate and the orifice of the upper half-mold.
The orifice 75 of the wafer 31 being frustoconical, the demolding of the head of the core, solidified by the intense cooling of the wafer, is obtained by a simple lifting of the latter, followed by an angular displacement. This displacement is carried out as explained below with particular reference to Figures 6, 8, 9, 10 and 11.
The core plate 31 was hitherto held applied against the upper mold-holder plate, 30, by a spring 175 (FIG. 8) abutting on a ring 176 pinned to the foot of a rod 177. It suffices to lift this rod by compressing the spring 175 to disengage the plate 31. from the plate 30. This lifting is performed by means of a horizontal bar 178 which lifts as will be seen later. The end of this bar vj, lifting a vertical rod 179 against the action of a spring 180. On the other hand., The plate 31 was held in its injection position by a stop 181 having two steps 182 and 183 (Figures 10 and 11) Against step 182, plate 31 is supported by a spring 184.
After it has been lifted above the plate 30, it pivots under the action of the spring 184 around its axis and comes to rest against the upper step 183, thus freeing the head of the carrot - which then emerges. of the upper mold.
STATION VI - ELEVATION OF THE UPPER MOLD - ELIMINATION OF THE CARROT.-
At station VI, the mold is removed by raising the upper half-mold and lifting the molded part 81 out of the lower half-mold. In fact, there is provided in the latter an undercut so that the part remains held there by its edge during the lifting of the upper half-mold.
The lifting of the upper mold holder is controlled by the cam 16 (FIG. 2). This operation is illustrated in figure 12.
A lever 85 pressing by a roller on the cam 16 lifts the rod 86, which slides vertically through the plates 4 and 5, against the pressure of the spring 87 abutted against the plate 5 and a ring 88. The rod 87 bears, at its upper end, a plate 89 above which was placed the spacer 271 which brings together the two rods 27 carrying the upper mold holder plate 30. The upper mold is thus raised.
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It will be noted, to complete what has been said on the occasion of station V, that the bar 178, which is integral with the rod 86, has risen in this operation. The position of this bar on the rod 86 is adjusted so that, only towards the end of the lifting of the upper mold at station VI, the lifting of the carrot plate is carried out, freeing the head of the carrot 31 at the previous station.
The removal of the core is controlled by the mechanism described below:
On a bracket 90 (Figure 13), integral with the plate 5, is mounted, movable in rotation, a vertical shaft 91 carrying a horizontal cross member 92, provided at its ends with two clamps equidistant from one axis of rotation 91 and each formed of two elements, one fixed, 93, the other 94, movable around an axis 95. The tails of the elements 94 are joined by a spring 96 which tends to keep the two clamps closed. On the foot of the shaft 91 is mounted a sleeve 97 which has two helical threads 98-99 of the same pitch, offset with respect to each other by 180.
The upper end of one thread and the lower end of the other, and vice versa, open into two diametrically opposed longitudinal grooves 100-101 (figure 14). Said sleeve 97 has the function of transforming the reciprocating rectilinear movement of the plate 89 in a reciprocating movement of the shaft 91.
FIG. 14, showing the sleeve split along an X-X generator and developed, and FIG. 18 illustrate the realization of this movement. On the plate 89 is fixed a box 102 containing a pusher 103 biased by a spring which pushes one end of this pusher into one of the grooves 100-101. The depth of the grooves decreases from bottom to top until they meet the threads.
When the plate 89 is in the down position, for example, the pusher 103 is engaged in the bottom of the groove 100. When the plate 89 rises., The pusher 103 rises in the groove 100 without encountering an obstacle, the sleeve 97 does not spin.
When the pusher reaches the top of the groove 100, it is pushed by its spring into the part 100a of this groove which has the depth of the thread 99. While going down, it puts pressure on the lower side 99a of this thread and forces the sleeve. 97 to turn in the direction of the arrow. The pusher then abandons the groove 100 and, at the end of its travel along the thread 99, it engages, pushed by its spring, in the groove 101 by crossing the projection 104, then the same process is repeated in the groove 101 and the thread 98, and so on.
Carrot removal is carried out as follows:
The right-hand gripper of FIG. 13, on meeting in its rotation a fixed ramp 105 mounted on a column 106 (see FIG. 7) has opened. In the next 180 rotation, it remains held in this open position by the leaf spring. 105 a. As the upper mold-holder plate, 30, reaches its climax, a rod - 107., Pressed down by the spring 105a is lifted by the - plate 30 and in turn lifts the spring 105a above. the notch 108 of the gripper element 94. At this moment, the gripper closes on the sprue under the action of the spring 96.
The upper mold-holder plate 30 then beginning its descent, causes, flush with the molded object, the separation of the core; this remains suspended from the clamp which starts up for the next half-rotation. The clamp opens again, meeting stopper 105, dropping the sprue. Each of the clamps thus acts in turn, one closing on a core while the other releases that of the previous mold.
According to a variant shown in FIG. 15, the two jaws 93, 94 of each clamp are each movable around an axis and mesh with each other by toothed sectors 93a, 94a, which allows
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puts a symmetrical grasp of the core with respect to its axis. An obstacle can be foreseen on the path of the open clamp which would force the core to fall in the eventuality that it would have remained hooked to one of the jaws of the clamp.
The upper mold being lifted, it is now necessary to keep it in the high position during the next fraction of a turn of the mold-holder plate 24 to allow the extraction of the part from the lower mold and its ejection.
Figures 16, 17, 18 show how the upper half-mold crosses in the raised position the gap between stations VI and VII.
This result is obtained by means of a horizontal ramp 111, supported by a column 110, a little below the base of the spacer plate 27 in the raised position. On this ramp will slide the plate - spacer 27 @ 1 To allow the engagement of the ramp under this plate at station 1VI, the ramp 111 carries, level with its upper plane, a circular sector 112 movable around its shaft 114, axis 113. On the shaft 114, blocked on the ramp 111, is fixed the central end of a spiral spring 115, the other end of which rests on a tenon 116 locked on the sector 112. The The leaf of this spring pushes the sector 112 in the direction of clockwise and the sector is immobilized by the meeting of the tenon 116 with a notch 117 of the ramp 111.
When column-27., The most forward, reaches position 27VI at station VI, (figures 17 and 18) it presses on the edge of sector 112 which is slightly erased in the direction of the arrow by turning around its axis. In the lifting of the plate 271, raised by the plate 89, the column 27 occupying the position 27VI slides along the edge of the sector 112 until the plate 271 which has a rounding of the same radius as the column 27 exceeds the sector 112. At this moment, the spring 115 recalls, in a clockwise direction, the sector 112 which engages under the front end of the plate 271.
This remains supported in the high position by the sector 112 and then by the ramp 111 during the passage from station VI to station VII, position 27VII of column 27 (FIG. 18).
While the spacer plate 271 travels along the ramp 111, a finger 177a (FIG. 9) carried by the rod 177, strikes a stop 111a fixed to the ramp 111. This stop rotates the shaft 177 and the sprue insert. 31 in the opposite direction to the previous one by tensioning the spring 184 (FIG. 10). The plate 31, then escaping) from the step 183, is returned downwards by the spring 175 (FIG. 9) against the upper mold-holder plate 30. It is then abutted against the step 182 and thus returned to a suitable position for a new injection.
STATION VII - LIFTING OF THE OBJECT AND ITS EJECTION.-
These operations are visible in Figures 7 and 9. The lower half-mold 28 and the mold holder 25 are crossed by a rod 118, equivalent to the element 80 of Figure 6 and whose head 119 is perfect. ment adjusted in the mold; ,, the upper part of this head forming part of the bottom of the mold. The rod 118 is urged downwards by a spring 120 which thus keeps the head 119 pressed against the corresponding shoulder of the mold. At station VIII, the rotation of the cam 15 (FIG. 1) lifts a rod 121 (Figure 9) which carries a pusher 122, which raises the rod 118 as well as the molded object with which it is capped, to the position indicated in dotted lines.
Immediately after this ascent, a pallet 123, notched to allow passage to the head 119 in its descent, and mounted at the end of an arm 124 rotating around an axis 125, came to be placed under the head 119 by a rotational movement commanded as follows:
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At rest, the arm 124 is kept away from the lower mold-holder plate 24, in the position of FIG. 7, by a ratchet-lock visible in FIG. 9; which opposes the action of a spiral spring wound around the shaft 125.
This locking is constituted by an angled lever mounted to oscillate around an axis 126, and whose branch 127, raised by the spring 128, abuts against the pallet, 123. Towards the end of the ascent of the rod 121, a slide 129, which is integral with it., Pushes the arm 130 of the angled lever to the left, causing the latter to rotate. The pallet 123 then escapes from the arm 127 and, pushed by the spiral spring, comes under the molded object 81, embracing in its notch 131 the rod 118. The latter immediately descends as a result of the rotation of the cam 15 ( figure 1) and placed the object 81 on the pallet 123.
The lower mold-holder plate 24 (FIG. 7), striking suddenly, by its boss 132 carrying the mold following the finger 133 mounted on the axle shaft 125, imposes on the latter a sudden rotation which projects by inertia the molded object in a receptacle suitably placed to receive it. In its backward movement (Figure 9), the pallet 123 slides on the arm 127 and exceeds its end. The latter, then pushed by its spring 128, rises and again immobilizes the pallet 123 which is therefore ready for a new operation of expelling the following molded object.
The cam 15 having continued its rotation, the head 119 has resumed its place in the lower mold; the rod 177 is also lowered, following the rotation of the cam 16, and the mold, reconstituted by the junction of its two elements, is ready for a new injection.
In the path from station VII to station VIII, plate 271, under the effect of its load or return springs, if necessary, descends along the inclined part 111a of the ramp 111 (figures 16,17 18) thus finally returning to station I the mold in the lower position, ready for a new operation.
SAFETY.-
The machine is fitted with safety devices to stop the engine in the event of an operating incident. In particular, a mcro-switch placed on the path of the molds is attacked by the upper part of the upper mold-holder plate and cuts the current to the motor when an incident prevents the two half-molds from reconnecting, for example if a poorly removed object is interposed between their two junction surfaces.
Figures 20 and 21 illustrate schematically in plan and elevation views respectively an embodiment of the invention in the form of a machine which identically applies the construction principles of that shown in Figures 1 to 19, but in which each of the mold carriers 25-30, instead of containing a single mold cavity 28-29, has several, for example four, as is the case in schematic figures 20 and 21.
These mold cavities - each of which reproduces the half-molds 28-29 previously described, are fed collectively by a central injection pot, 151, which is constituted and operates according to the principle of the aforementioned patent and to which they are connected by channels. 152 radiating around the injection nozzle.
For the lifting of the molds, a rod 86, equivalent to that of FIG. 12, attacks a plate 86a which itself acts on individual rods 86b with springs 87b.
The injection is done, here again, through platelets of carrots which play the same role as the platelets 31 previously described.
The lifting operations of these plates to release the carrots, then the elimination of these after lifting the upper mold holders, finally those of lifting and ejecting the objects
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moldings are accomplished under the same conditions so that Figures 1 to
19. by means of the mechanical adaptations which may be made necessary by the plurality of molds on each of the mold-holder groups
25-30. In particular, to ensure the removal of the core and its ramifications, it is important to note that the machine does not deliver a cluster of molded objects, but molded parts which are automatically and individually separated from said ramifications, which correspond to channels 152.
By serving several molding units in this way by means of a single mold-holder group and a single injection pot, the production of a single machine is multiplied without having to make any changes to it. fundamental. Now, it is thanks to the precision of the dosage 'and to the low power demanded by the machine, that the latter can keep its usual rate while ensuring a much greater production since, in the example In Figures 20 and 21, a machine having eight molding groups with four molding units in each of these groups produces 32 articles during each of its revolutions.
CLAIMS
1.- An automatic machine for the injection molding of plastic objects, in particular parts of low weight and dimensions, said machine being characterized in that it comprises - mounted at regular intervals on an intermittent rotating plate serving several stop stations - one, series of pairs of mold carriers; two half-molds, one upper, the other lower, carried respectively by each of these mold-holders; at least one mold cavity in each of these half-molds; an injection pot with an injection nozzle supplying successively with plastic material through an orifice said half-molds at one of said stop stations;
means for then subjecting said half-molds to the following successive stations to a cooling action, then removing the "core" formed by the solidification of the cooled material filling said access opening to the molding cavities, and means for ejection of molded parts.