WO2019053292A1

WO2019053292A1 - Appareil associe a une presse d'injection

Info

Publication number: WO2019053292A1
Application number: PCT/EP2018/075242
Authority: WO
Inventors: Pascal GIRAULT; Luca Gori; Massimo Rossi
Original assignee: Ermo
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2019-03-21
Also published as: IT201700104124A1; CA3076300A1; CN111315553A; KR20200065008A; BR112020005366A2; MX2020003000A; EP3684581A1; US20200276740A1

Abstract

La présente invention décrit un appareil (10) pour l'accouplement d'une première pièce (92) et d'une seconde pièce (90) après qu'elles ont été produites par moulage par injection. Celui-ci comporte une glissière (12) linéaire, un chariot (18) qui est monté sur la glissière (12) où il peut effectuer des translations suivant une direction de mouvement (X); un organe pivotant (40; 70) qui est monté en porte-à-faux sur le chariot pour tourner selon un mouvement satellitaire autour d'un axe de rotation (Y) perpendiculaire à la direction de mouvement du chariot (18), de façon à ce que la rotation de l'organe pivotant (40; 70) entraîne le retournement d'une (90) des deux pièces et permette de l'accoupler avec l'autre (92). La partie motrice comprend un premier entraînement électrique (30) monté sur la glissière (12) pour déplacer le chariot (18) le long de la glissière (12); et un deuxième entraînement électrique (50) monté sur le chariot (18) pour faire tourner l'organe pivotant (40; 70) de manière à accoupler les deux pièces (90, 92).

Description

APPAREIL ASSOCIE A UNE PRESSE D'INJECTION

DESCRIPTION

La présente invention concerne un appareil associé à une presse d'injection pour le moulage d'objets en matière plastique.

Comme exemple d'application nous nous référerons au moulage de bouchons pour bouteille comprenant un corps et un couvercle qui sont réunis par une charnière intégrale ou par un emboîtement de forme. Ces bouchons sont très courants, par ex. dans les flacons de shampoing, de détergent ou semblables. Le corps du bouchon se monte sur le flacon et le couvercle est mobile entre une position de fermeture et une position d'ouverture et vice-versa.

La production des dits bouchons par moulage requiert une presse ayant des performances toujours plus poussées. Comme des dixièmes de seconde en moins se traduisent par des milliers de pièces en plus à l'heure, avec un amortissement plus rapide des coûts d'équipement, les fabricants de moules n'ont cessé de développer de nouvelles solutions. On a assisté à la naissance de deux technologies : l'IMC (In-Mould Closing) et ΓΙΜΑ (In-Mould Assembly), toutes les deux ayant pour but que le moule produise un bouchon déjà prêt à être monté sur la bouteille à laquelle il est destiné, en évitant une phase manuelle ou automatisée de fermeture de celui-ci. Avec l'IMC on ferme le couvercle pivotant sur charnière sur le corps, avec ΓΙΜΑ on moule le corps et le couvercle et puis, en déplaçant des parties du moule, on les emboîte l'un dans l'autre.

Le document W02016141461 (HUSKY) décrit un système IMC pourvu d'un organe mobile pour déplacer le couvercle sur le corps. L'organe mobile est actionné linéairement par deux servomoteurs électriques le long de deux axes orthogonaux. Le contrôle des servomoteurs est très complexe et ce n'est pas l'idéal pour imprimer des trajectoires courbes à l'organe mobile.

Les documents US8827678B2 et US7874830B2 (ERMO) décrivent respectivement un système IMA et un système IMC dans lesquels un entraînement pneumatique ou électrique 104 avec un seul axe commandé alternativement déplace un chariot transférable 108 et fait tourner une partie pivotante. La commutation de la puissance mécanique vers le chariot transférable 108 ou la partie pivotante est obtenue avec un cinématisme bistable. Ce système n'offre pas un contrôle de position très fin, ce qui implique que le contrôle de position ne peut s'écarter de celui décidé en phase de conception, dans la mesure où il est limité par les cames et de toute façon sujet à usure.

Un objectif de la présente invention est de proposer un système pour le moulage et l'assemblage de deux parties qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur.

A cette fin on propose un appareil pour l'accouplement d'une première pièce et d'une seconde pièce après qu'elles ont été produites par moulage par injection, dans lequel on peut accoupler l'appareil à un moule monté sur une presse pour moulage par injection en mesure de mouler lesdites pièces, l'appareil comprenant :

• une glissière linéaire ;

· un chariot qui est monté sur la glissière où il peut effectuer des translations suivant une direction de mouvement ;

• un organe pivotant qui est monté en porte-à-faux sur le chariot pour tourner autour d'un axe de rotation perpendiculaire à la direction de mouvement du chariot, de façon à ce que la rotation de l'organe pivotant entraîne le retournement d'une des deux pièces et permette de l'accoupler avec l'autre ;

• un premier entraînement électrique monté sur la glissière pour déplacer le chariot le long de la glissière ;

• un deuxième entraînement électrique monté sur le chariot pour faire tourner l'organe pivotant de manière à accoupler les deux pièces.

Dans un mode de réalisation préféré, l'organe pivotant est configuré pour tourner avec un mouvement satellitaire autour de ladite perpendiculaire : cela signifie que l'organe pivotant a son propre axe longitudinal en mesure d'effectuer une révolution autour dudit axe perpendiculaire en restant à une certaine distance de celui-ci.

Dans un mode de réalisation préféré, l'appareil comprend deux entraînements comme le premier entraînement, chacun pouvant se déplacer en translation sur une glissière linéaire respective, les deux glissières étant parallèles et l'organe pivotant étant monté rotatif sur chaque chariot et placé entre les deux chariots. De préférence, dans ce mode de réalisation l'appareil comprend deux entraînements comme le deuxième entraînement, chaque entraînement étant monté sur le chariot correspondant pour faire tourner l'organe pivotant. Ainsi on simplifie l'équilibrage des efforts pendant la manutention de l'organe pivotant et on améliore la précision de sa mise en place. Pour maximiser l'économie, et au cas où la presse ne comporterait pas de seconde unité d'injection, il pourrait n'y avoir qu'un entraînement comme le premier entraînement. En avoir deux simplifie cependant l'équilibrage des efforts (surtout avec deux glissières parallèles) et améliore la précision de la mise en place du chariot. Dans le cas où un entraînement unique tomberait au milieu de la partie haute du moule, on peut utiliser le système à double entraînement.

Dans un mode de réalisation préféré, le ou chaque premier et/ou deuxième entraînement est un moteur électrique rotatif (une autre option est par ex. un actionneur ou moteur linéaire).

Dans un mode de réalisation préféré, le ou chaque premier moteur électrique rotatif est raccordé au chariot respectif par l'intermédiaire d'un arbre fileté rotatif monté en prise avec une noix présente dans le chariot, une translation du chariot correspondant à la rotation de l'arbre fïleté rotatif.

Dans un mode de réalisation préféré, le ou chaque premier moteur électrique rotatif est raccordé audit organe pivotant par l'intermédiaire d'un arbre fïleté rotatif monté en prise avec une roue dentée raccordée à l'organe pivotant, une rotation de la roue dentée correspondant à la rotation de l'arbre fïleté rotatif.

Dans un mode de réalisation préféré, le premier et/ou le deuxième entraînement comprennent ou consistent en un moteur électrique rotatif (une autre option est par ex. un actionneur ou moteur linéaire).

Dans un mode de réalisation préféré, afin d'augmenter la productivité, l'appareil comprend sur lesdites deux glissières une pluralité des dits organes pivotants montés en parallèle et à distance les uns des autres, dans lequel les organes pivotants sont tous raccordés au même arbre rotatif d'un ou de chaque deuxième entraînement.

Par le contrôle du premier et du deuxième entraînement électrique on peut coordonner la trajectoire du chariot et de l'organe pivotant pour maximiser la productivité.

L'appareil peut être adapté pour réaliser un dispositif en technologie IMC (In- Mould Closing) ou IMA (In-Mould Assembly).

Dans le premier cas l'organe pivotant est une barre, par ex., dans le cas des bouchons, configurée pour venir au contact du couvercle et le pousser sur le corps. La barre présente de préférence des parties de plus grand diamètre (« barillets ») en correspondance des points destinés à toucher le couvercle, pour garantir une extension maximale du contact et éviter de devoir toucher les bords du bouchon arrivés à fermeture.

Dans le second cas, l'organe pivotant est une partie de moule dans laquelle est injectée de la matière fondue pour mouler la première pièce (par ex. un couvercle de bouchon), et puis on fait tourner la partie de moule pour superposer la première pièce et la seconde pièce (par ex. le corps d'un bouchon) et les accoupler l'une à l'autre.

Dans un mode de réalisation préféré, l'appareil comprend une unité logique (par ex. un microprocesseur ou un A. P. I.) programmée pour contrôler le premier et le deuxième entraînement électrique et coordonner leurs mouvements. Le contrôle automatique des moteurs électriques, l'appareil offre de nombreux avantages, parce que les moteurs électriques permettent des performances et des précisions très élevées, qui se traduisent par une productivité élevée de l'appareil et de la presse.

Par le biais de l'unité logique on peut programmer le mouvement d'un moteur indépendamment de celui de l'autre moteur, avec l'avantage que l'organe pivotant peut avoir une trajectoire composite très élaborée et adaptée à l'application. Les mouvements coordonnés des moteurs donnent plus de liberté relative au projet par rapport aux documents US8827678B2 et US7874830B2, dans lesquels les mouvements sont strictement au mouvement linéaire.

En particulier, par le biais de l'unité logique on peut programmer le mouvement des deux moteurs de façon à ce que l'organe pivotant ait une trajectoire composite qui reste contenu à l'intérieur d'un volume préétabli, une sorte de limite de sécurité qui évite des chocs avec des obstacles ou un composant placés à l'extérieur de ce volume.

De préférence l'appareil comprend des capteurs de position pour déterminer la position d'un chariot par rapport à la glissière respective et/ou l'angle de rotation d'un organe pivotant par rapport au chariot.

Dans un mode de réalisation préféré pour une application IMC, l'unité logique est programmée pour :

a. activer initialement le seul premier entraînement, pour rapprocher l'organe pivotant de la pièce à déplacer ;

b. désactiver le premier entraînement et activer le deuxième entraînement pour bouger l'organe pivotant et déplacer une des deux pièces ; c. activer simultanément le premier entraînement et le deuxième entraînement pour ramener ensemble l'organe pivotant et le chariot dans une position de repos (de début de cycle).

Dans une application IMA préférée, l'appareil comprend :

« un troisième entraînement, réalisable par ex. comme le premier ou le deuxième entraînement, et

• une seconde partie de moule dans laquelle est injectée de la matière fondue pour mouler la seconde pièce (par ex. le corps d'un bouchon).

Le troisième entraînement sert à déplacer linéairement la seconde partie de moule le long d'un axe orthogonal au plan identifié par ladite direction de mouvement et ledit axe de rotation, dans le but de rapprocher la seconde partie de celle comprise dans l'organe pivotant et réunir la première et la seconde pièce.

Le troisième entraînement peut être un élément de manutention déjà compris dans la presse, par ex. comme entraînement oléohydraulique ou mécanique (un moyen d'expulsion des pièces), ou encore un autre actionneur qui soit actionné à l'air comprimé, à l'huile ou à l'électricité.

Dans le cadre de ladite application IMA préférée, dans une variante l'unité logique est programmée pour :

^■ activer initialement le seul premier entraînement, pour rapprocher l'organe pivotant contenant la première pièce de la seconde pièce ;

^■ activer ensuite le deuxième entraînement en même temps que le premier entraînement pour raccourcir la trajectoire de l'organe pivotant (c'est-à-dire que l'organe pivotant commence à tourner alors qu'il est encore dans une translation sous la poussée du premier entraînement) ;

■ continuer à activer simultanément le premier entraînement et le deuxième entraînement pour amener l'organe pivotant au-dessus de la seconde pièce ;

^■ activer ensuite seulement le troisième entraînement pour emboîter les deux pièces l'une dans l'autre.

Dans un autre mode de réalisation IMA, on peut d'abord faire tourner l'organe pivotant et ensuite le déplacer en translation.

Dans un autre mode de réalisation IMA, l'unité logique est programmée pour : ^■ activer initialement le seul premier entraînement, pour rapprocher l'organe pivotant contenant la première pièce de la seconde pièce ;

^■ activer ensuite seulement le deuxième entraînement en bloquant le premier entraînement, pour retourner l'organe pivotant et l'amener au-dessus de la seconde pièce ;

Un autre aspect de l'invention concerne une presse d'injection munie dudit appareil.

Les caractéristiques de l'invention, de même que d'autres, ressortiront plus clairement de la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation à titre d'exemple, fournie en rapport avec les dessins ci-joints, parmi lesquels :

• la Figure 1 montre une vue perspective d'un premier appareil de moulage selon un mode de réalisation en technologie IMA ;

• la Figure 2 montre une vue de dessus du premier appareil ;

• la Figure 3 montre une vue en coupe du premier appareil suivant le plan III- ΠΙ ;

• la Figure 4 montre une vue perspective d'un second appareil de moulage selon un mode de réalisation en technologie IMC ;

• la Figure 5 montre une vue de dessus du second appareil ;

• la Figure 6 montre un schéma de trajectoires pour le premier appareil ;

• la Figure 7 montre un autre schéma de trajectoires pour le premier appareil ;

• la Figure 8 montre un schéma de trajectoires pour le second appareil.

On décrit comme exemple d'objet moulé un bouchon constitué d'un corps (première pièce) et d'un couvercle (seconde pièce). Les appareils 10 et 60 sont associés à une presse connue et à un moule d'injection qui ne sont pas représentés.

Sur les figures, des références identiques désignent des parties identiques. Pour ne pas encombrer les figures seuls quelques éléments sont marqués d'une référence.

La Figure 1 montre un appareil 10 pour mouler et monter le couvercle et le corps d'un bouchon. L'appareil 10 comprend une base constituée principalement de deux glissières 12 parallèles. Sur les figures on trouve deux glissières 12, mais dans le cas de grandes installations il est possible de réaliser des glissières supplémentaires. Sur chaque glissière 12 est monté un chariot mobile 18 en mesure de se déplacer longitudinalement le long de la glissière 12 en étant poussé ou tiré par un moteur électrique 30 suivant un axe X. Les deux chariots 18 sont reliés entre eux au milieu par une ou plusieurs parties 40 de moule qui s'étendent entre les deux chariots 18 perpendiculairement à la direction de déplacement des chariots 18, suivant un axe Y.

Le nombre de parties 40 de moule varie selon le type du moule.

Chaque partie 40 de moule est montée sur le chariot 18 de façon à pouvoir tourner autour de l'axe Y avec une trajectoire satellitaire, en d'autres termes elle est décalée de façon excentrique par rapport à l'axe Y. De cette façon l'axe de la partie 40 effectue une révolution autour de l'axe Y.

Le moteur électrique 30 est de type rotatif et entraîne en rotation une vis sans fin 32 dont l'axe est parallèle à X et qui est en prise avec une noix correspondante dans le chariot 18. La rotation de la vis sans fin 32 implique l'avance du chariot 18 sur la glissière 12 suivant l'axe X.

Sur chaque chariot 18 est monté un second moteur électrique rotatif 50 dont l'arbre de sortie entraîne en rotation une vis sans fin 52 dont l'axe est parallèle à X et qui est en prise avec la denture d'une roue dentée 54 ayant pour axe de rotation Y. La roue dentée 54 est reliée à un disque ou support qui soutient et fait tourner la partie 40.

Le contrôle coordonné des moteurs 30, 50 permet à l'appareil 10 de fonctionner en mode IMA. Veuillez regarder les schémas des Figures 6 et 7, qui illustrent quelques types de trajectoire imposés à la partie 40.

Sur la Figure 6 la partie 40 est initialement déplacée suivant l'axe X, par activation du moteur 30, d'une position Q à une position W. Puis on arrête le moteur 30 et la partie 40 tourne de façon excentrique autour de l'axe Y, sous l'effet de l'activation du moteur 50, de la position W à une position E dans laquelle elle est retournée verticalement et est à une hauteur différente par rapport à la glissière 12.

Enfin on actionne un autre moteur électrique (non représenté) pour abaisser verticalement la partie 40 jusqu'à la réunir avec une matrice 42 qui contient le corps du bouchon (position R). L'accouplement de la partie 40 avec la matrice 42 entraîne l'emboîtement entre couvercle et corps du bouchon. Ce dernier mouvement, c'est-à- dire celui qui assemble les deux pièces, peut aussi se faire dans le sens inverse, exécuté de préférence par les moyens d'éjection des pièces se trouvant sur la presse. Ou bien ledit dernier mouvement est effectué par un actionneur externe.

Sur la Figure 7 la partie 40 est initialement déplacée suivant l'axe X, par activation du moteur 30, d'une position G à une position H. Puis on active le moteur 50 en même temps que le moteur 30 et de leur mouvement coordonné on obtient une trajectoire composite pour la partie 40. Celle-ci commence par ex. à se soulever linéairement par rapport à la glissière 12 ou réalise une parabole à concavité tournée vers le bas (bout HI) pendant qu'elle tourne autour de l'axe Y sous l'effet de l'activation du moteur 50.

Enfin comme précédemment on abaisse verticalement la partie 40 jusqu'à la réunir avec une matrice 42 pour l'emboîtement entre couvercle et corps. Ici aussi existe la variante avec direction de mouvement opposée.

Les Figures 4 et 5 représentent un autre appareil 60 pour mouler et fermer l'un sur l'autre le couvercle 90 et le corps 92 d'un bouchon (Figure 8). Le couvercle 90 et le corps 92 sont moulés pour être réunis par une charnière intégrale. La coupe de la Figure 3 est aussi valable pour l'appareil 60.

L'appareil 60 ne diffère de l'appareil 10 que par la structure de la partie rotative, c'est pourquoi nous passerons sur les détails communs.

Les deux chariots 18 sont reliés entre eux au milieu par une ou plusieurs barres 70 qui s'étendent entre les deux chariots 18 perpendiculairement à la direction de déplacement des chariots 18. Le nombre de barres 70 varie selon le type du moule.

La roue dentée 54 est reliée à un disque 56 qui soutient de façon excentrique et fait tourner la barre 70. Chaque barre 70 est alors montée sur le chariot 18 de façon à pouvoir tourner autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe X, en restant à une certaine distance de l'axe Y. En d'autres termes chaque barre 70 est montée sur le chariot 18 de façon à pouvoir tourner autour de l'axe Y selon un mouvement satellitaire.

Le contrôle coordonné des moteurs 30, 50 permet à l'appareil 60 de fonctionner en mode IMC.

Veuillez regarder le schéma de la Figures 8, qui illustre un type de trajectoire imposée à la barre 70 (dessinée à titre d'exemplifîcation comme un cercle). La barre 70 est initialement déplacée suivant l'axe X, par activation du moteur 30, d'une position J à une position K ; dans cette phase la barre 70 s'est déplacée sous le couvercle 90. Puis on arrête le moteur 30 et la barre 70 tourne autour de l'axe Y, sous l'effet de l'activation du moteur 50, de la position K à une position L. En tournant, la barre 70 pousse le couvercle 90 vers le corps 92 jusqu'à leur accouplement à déclic (position L). La Figure 8 montre aussi des positions successives du couvercle 90.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil (10) pour l'accouplement d'une première pièce (92) et d'une seconde pièce (90) après qu'elles ont été produites par moulage par injection,

dans lequel on peut accoupler l'appareil à un moule monté sur une presse pour moulage par injection en mesure de mouler lesdites pièces, l'appareil comprenant :

· une glissière (12) linéaire ;

• un chariot (18) qui est monté sur la glissière (12) où il peut effectuer des translations suivant une direction de mouvement (X) ;

• un organe pivotant (40 ; 70) qui est monté en porte-à-faux sur le chariot pour tourner selon un mouvement satellitaire autour d'un axe de rotation (Y) perpendiculaire à la direction de mouvement du chariot (18), de façon à ce que la rotation de l'organe pivotant (40 ; 70) entraîne le retournement d'une (90) des deux pièces et permette de l'accoupler avec l'autre (92) ;

• un premier entraînement électrique (30) monté sur la glissière (12) pour déplacer le chariot (18) le long de la glissière (12) ;

· un deuxième entraînement électrique (50) monté sur le chariot (18) pour faire tourner l'organe pivotant (40 ; 70) de manière à accoupler les deux pièces (90, 92).

2. Appareil selon la revendication 1, comprenant deux entraînements comme le premier entraînement (30), chacun pouvant se déplacer en translation sur une glissière linéaire (12) respective, les deux glissières étant parallèles et l'organe pivotant (40 ; 70) étant monté rotatif sur chaque chariot et placé entre les deux chariots (18).

3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant deux entraînements comme le deuxième entraînement (50), chaque entraînement étant monté sur le chariot (18) correspondant pour faire tourner l'organe pivotant (40 ; 70).

4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque premier et/ou deuxième entraînement (30, 50) est un moteur électrique rotatif.

5. Appareil selon la revendication 4, dans lequel le ou chaque premier moteur électrique rotatif (30) est raccordé au chariot (18) respectif par l'intermédiaire d'un arbre fileté rotatif (32) monté en prise avec une noix présente dans le chariot (18), une translation du chariot (18) correspondant à la rotation de l'arbre fileté rotatif.

6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le ou chaque second moteur électrique rotatif (50) est raccordé audit organe pivotant (40 ; 70) par l'intermédiaire d'un arbre fileté rotatif (52) monté en prise avec une roue dentée raccordée à l'organe pivotant (40 ; 70), une rotation de la roue dentée correspondant à la rotation de l'arbre fileté rotatif (52).

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe pivotant est une barre (70) configurée pour venir au contact d'une pièce et la pousser sur l'autre.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'organe pivotant (40) est une est une partie (40) de moule dans laquelle on injecte de la matière fondue pour mouler la première pièce.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité logique programmée pour contrôler le premier et le deuxième entraînement électrique et coordonner leurs mouvements afin de déplacer l'organe pivotant pour que celui-ci

^■ dans sa translation se rapproche des deux pièces, et

^■ par sa rotation entraîne le retournement d'une (90) des deux pièces et permette de l'accoupler avec l'autre (92).