Brevet FR2006558A1 — publié le 19691226

t 2006558 L'invention est relative à un dispositif permettant de mouler en continu des articles creux en matière thermoplastique . On connaît divers dispositifs pour mouler de 5 façon continue des articles creux dans de la matière thermoplastique. Dans un dispositif, plusieurs matrices fendues pour mouler des articles creux sont disposées dans un plan vertical le long de la circonférence d'un cercle ; et ces matrices tournent de façon à serrer directement la matière thermoplastique extrudée sous 10 forme de tube» Dans un autre dispositif du type décrit, plusieurs matrices fendues disposées en forme de chenilles tournent en serrant continuellement la matière thermoplastique tubulaire. Dans le dispositif ci-*dessus et d'autres dis-15 positifs du type décrit, les matrices fendues pour mouler des articles creux avancent successivement vers la position de serrage, de sorte qu'elles ont les défauts suivants : la construction est compliquée parce qu'un mécanisme de serrage de filière, un mécanisme de soufflage d'air, 20 etc..» doivent être disposés dans un espace très limité. De fortes vibrations et un bruit intense prennent naissance à cause du poids important des organes rotatifs. les organes rotatifs, soumis au frottement, 25 sont facilement susceptibles d'abrasion et d'usure. Dans le cas d'un type de grande capacité, le dispositif est de poids élevé et demande un grand effort de serrage, de sorte qu'il a été impossible jusqu'ici de prévoir des matrices fendues rotatives de grandes dimensions en raison de 50 leur mécanisme. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus. Elle concerne, à cet effet, un dispositif pour mouler de façon continue des articles creux en matière thermoplastique, dispositif caractérisé par ce qu'un 35 nombre N de paires de matrices fendues qui s'ouvrent ou se ferment sont disposées sur un plan et espacées à intervalles angulaires constants le long d'une circonférence, un organe d'ali-, mentation des matrices étant disposé de façon à tourner autour du centre d'un châssis portant les matrices, un moyen de souffla-40 ge étant mis en communication avec un trou central façonné à tra- 69 12235 2 2006558 * vers l'organe d'alimentation des matrices, un guide rotatif ayant un nombre n de branches étant disposé à rotation sur l'organe d'alimentation des matrices» l'ensemble étant disposé de telle sorte que chaque branche de ce guide est amenéeà tourner par rapport aux matrices 5 fendues en répondant à la relation.: j ! _ mr I W' ' " Â/ oîiW » vitesse angulaire de rotation de l'organe d'alimentation des matrices» vitesse angulaire de chaque branche du guide rotatif par rapport à l'organe d'alimentation des matrices» 10 Des modes d.e réalisation de l'invention sont représentés, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins ci-joints, dans lesquels : - La figure 1 est une vue de profil d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, 15 - La figure 2 est une vue en plan de celui- ci, - Les figures 3a, b, c et d sont des vues explicatives représentant divers modes de réalisation d'un cadre de guidage rotatif de la présente invention. 20 --La figure 4 est une vue explicative repré sentant la courbe décrite par un point d'un jambage de guide rotatif en fonctionnement, - La figure 5 est une vue explicative représentant la commande synchronisée d'un guide rotatif et d'une 25 paire de matrice fendue pour mouler des articles oreux, - Les figures 6 et 7 sont respectivement des vues de profil et en plan d'un autre mode de réalisation de la présente invention, - Les figures 8 à 10 sont des vues pour 30 l'explication d'enoore un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel la matière thermoplastique est extrudée dans le sens vertical et moulée par les matrices fendues disposées horizontalement. En se reportant particulièrement aux figu-35 res 1 et 2, la partie d'extrémité avant 10 d'une extrudeuser placée horizontalement est dirigée verticalement vers le bas et son extrémité inférieure est accouplée par un accouplement rotatif 1 à un organe d'alimentation des matrices 2. Ainsi l'organe d'alimentation des matrices 2 peut tourner autour de l'axe de l'accou-40 plement rotatif 1. l'arbre d'un moteur 5 portant une roue dentée 69 12235 3 2006558 6 est dirigé vers l'extérieur et vers le haut parallèlement à l'axe de rotation 13 de l'organe d'alimentation des matrices 2. Une autre roue dentée 27 est disposée sous l'accouplement rotatif 1, de façon à engrener avec la roue dentée 6. Vers le haut de la roue dentée 5 27 est disposé m pignon à chaîne 7. Un accouplement rotatif 14 est attaché à l'extrémité inférieure de l'organe d'alimentation des matrices 2 et est mis en communication avec un trou central 28 pratiqué à travers l'organe 2. l'énergie pour le moteur 5 et autres disposi-10 tifs nécessaires, tels que des moyens de chauffage,est fournie par des lignes d'alimentation, grâce à un anneau collecteur 15 fixé à la périphérie de l'accouplement rotatif 14* A l'extrémité avant de la partie horizontale de l'organe d'alimentation 2 est fixé à demeure un bras"8 15 portant un arbre 16. le guide rotatif 3 avec trois branches 12, disposées verticalement et à intervalles angulaires égaux autour de l'arbre 16;est entraîné en rotation par l'arbre 16. Une roue à chaine 9 est fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre 16 au niveau de la roue à chaine 7 et 20 ces deux roues sont accouplées par une chaine 11. H paires dé matrices fendues 4 pour mouler des articles creux sont disposées à intervalles angulaires égaux le long de la circonférence d'un cercle G dont le centre est l'axe 13» Un châssis 30 portant ou supportant les matrices est dis-25 posé horizontalement de façon fixe le long de la circonférence du cercle 0. Une paire de matrices fendues 4, pour mouler un article creux,est disposée de façon à être actionnée par un vérin à air comprimé 29 agissant par l'intermédiaire d'un mécanisme 31 articulé de façon à fermer les matrices. 30 Maintenant le rayon du cercle 0 situé dans un plan horizontal contenant l'axe du trou central 28 façonné à travers l'organe d'alimentation 2 sera désigné par R ; la distance entre l'axe de rotation de l'arbre 16 et la branche 12, c'est-à-dire le rayon de rotation de la branche 12, sera désignée par r ; 35 la vitesse angulaire de l'organe d'alimentation 2 dans le sens indiqué par la flèche dans la figure 2 sera désignée par bJ j et la vitesse angulaire relative de la branche 12 dans la rotation autour de l'axe du guide 3 dans le sens indiqué par la flèche dans la figure 2 sera désignée par Cù'. Il faut remarquer ici que le •40 guide 3 est disposé de telle sorte que le lieu géométrique circu- 69 12235 4 2006558 , laire de la rotation de sa branche 12 est inscrit dans le cercle 0» Ensuite les termes H, n, R, r,£0 et Q* décrits ci-dessus sont choisis de façon à répondre à la relation suivante t Gu - / h- _ m. u1 " n - m 5 ou0( est une constante représentant le degré de glissement, c'est-à-dire un rapport de vitesse au point de contact» Donco(est choisi d'après une valeur arbitraire quelconque et, par exemple, si =: 1 le cercle D est en contact de roulement avec le cercle 0» De plus, la disposition de la présente 10 invention est telle que^si une branche est interposée entre deux paires adjacentes de matrices fendues 4» au moins une branche 12 est alignée avec la ligne droite entre les arbres 13 et 16» Etant donné que o( est constant, la courbe tracée par le point P dans la figure 4, qui indique la po-15 sition de l'une des branches 12/est généralement oycloïdale. Dans le caB du mode de réalisation représenté dans les figures 1 et 2, le point P est sur le cercle D qui à son tour est en contact de roulement avec le cercle 0 et est inscrit dans celui-ci, de sorte que la courbe tracée par le point P, c'est-à-dire la courbe tracée 20 par la branche 12 du guide 3xest l'hypocycloide fermée comme représenté dans la figure 4» Dans le mode de réalisation de la présente invention, dont la construction et la disposition ont été décrites en se référant aux figures 1 et 2 ci-dessus,la matière thermoplasti-25 que avancée par exemple par vis à travers la partie d'extrémité a-vant 10 de la machine à extruder est chauffée par exemple par un radiateur électrique et est amenée à traverser l'accouplement rotatif 1 et l'organe d'alimentation 2, tout en maintenant une malléabilité appropriée» Ensuite, la matière est extrudée sous forme de tube dans 30lequel est enfermé l'air introduit par le trou oentral 28 de l'organe d'alimentation 2, puis supportée par la branche rotative 12 et la paire serrée de matrices fendues 4 du stade précédent ou par les accessoires de celles-ci, et dirigée vers la paire suivante de matrices fendues 4 qui sont espacées graduellement comme représenté dans 35 les figures 2 et 5. Quand la matière thermoplastique tubulaire est chargée dans la cavité de la paire de matrices fendues 4 par la branche 12 qui se déplace le long de la oycloïde comme représenté dans la figure'4, la matière thermoplastique est serrée dans les matrices fendues 4 par le cylindre 29 et le mécanisme articulé 31 40comme décrit ci-dessus. 69 12235 5 2006558 Quand la matière thermoplastique est chargée dans les matrices fendues et que les matrices sont serrées» l'air est introduit dans la partie creuse de la matière thermoplastique par un pointeau creux ou une pièce analogue, ce qui di-5 late la matière. Ensuite, la matière est refroidie en moulant un article creux en matière plastique, les matrices fendues • serrées 4 s'ouvrent avant qu'une nouvelle matière thermoplastique tubulaire soit fournie par le guide rotatif, en éjectant les articles creux des matrices fendues 4. 10 Dans ce cas, il faut remarquer que la surface intérieure de la matière thermoplastique tubulaire enfermant l'air dans celle-ci est empêchée de se coller ensemble par l'air emprisonné, sauf la partie avec laquelle la branche 12 est en prise. 15 L'organe d'alimentation 2 et le guide ro tatif 3 tournent continuellement respectivement par rapport au châssis non rotatif 30 portant et supportant les matrices, qui ne tourne pas le long de la circonférence du cercle 0, tandis que des articles creux sont moulés continuellement comme décrit 20 ci-dessus. Quelques constructions préférées du guide rotatif 3 sont représentées dans les figures 3a à 3d, mais il doit être entendu que d'autres variantes et modifications peuvent être introduites. 25 En se reportant aux figures 6 et 7» représentant un autre mode de réalisation de la présente invention, l'accouplement rotatif 1 et l'organe d'alimentation 2 qui sont assemblés en accord tournent autour d'un arbre d'entraînement 17 disposé coaxialement. avec l'accouplement 1 par l'inter-30 médiaire d'un mécanisme rotatif 18 muni de la roue dentée 7 et d'un autre mécanisme rotatif 20 disposé au-dessus du mécanisme rotatif 18i Un châssis rotatif 19 est disposé pour tourner à une vitesse angulaire(jJ par l'intermédiaire de l'arbre d'entraîneraient 17 et du mécanisme rotatif 18. A l'extrémité libre du chas-35 sis rotatif 19 est disposé un arbre vertical 16* portant line roue dentée 9* à son extrémité inférieure. Cette roue dentée 91 est entraînée par la roue dentée 7' par l'intermédiaire de la chaine 11', ce qui fait tourner le guide rotatif 3 porté par l'extrémité supérieure de l'arbre 16. 40 A l'organe d'alimentation 2 est attaché 69 12235 6 2006558 -tua bras 21 de commande de direction qui est placé dans un plan vertical contenant l'axe E-E* de l'organe d'alimentation 2* L'organe d'alimentation 2 et le châssis rotatif 19 sont accouplés par un ressort 22 de telle façon que 1'une des branches 12 est normalement 5 en contact élastique avec le bras de commande de direction 21 quand il tourne comme représenté dans la figure 7» - Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, la matière thermoplastique est extrudée par la machine d'extrusion, l'accouplement rotatif et l'organe d'alimentation 2/ 10 comme dans le cas du mode de réalisation décrit en se référant aux figures 1 et 2* L'organe d'alimentation 2 peut tourner sur le châssis rotatif 19 par l'intermédiaire du mécanisme rotatif 20 et le bras de commande de direction 21 est normalement en contact a-vec la branche 12 du guide rotatif 3yde sorte que l'extrusion de 15 la matière thermoplastique peut être commandéede façon h être dirigée vers la branche 12 supportant la matière comme représenté dans la figure 54 Dans le mode de réalisation décrit en se référant aux figures 6 et 7f le bras de commande de direction 21 20 et le mécanisme rotatif 20 peuvent être éliminés» Dans ce cas, l1 axe central E-E1 de l'organe d'alimentation des matrices peut • être commandé sensiblement à un angle constant par rapport au châssis rotatif 19» De plus, il n'est pas nécessairement exigé que l'axe de l'accouplement rotatif 1 soit coaxiai avec l'axe de 25 rotation du châssis rotatif 19 et/ou avec l'arbre d'entraînement 17i En se reportant aux figures 8 à 10 représentant un autre mode de réalisation de la présente invention* les axes de rotation d'un bras de guidage tubulaire rotatif 23, 30 le mécanisme rotatif 18 et l'arbre d'entraînement 17 sont tous coaxiaux aveo un axe vertical commun. Les bras 8 sont attaohés à la partie d'extrémité inférieure de l'organe d'alimentation de matrice 2, et le guide rotatif 3 est porté par un arbre horizontal ou latéral s'étendant entre les bras 8 aux extrémités infé-35 rieures de ceux-ci. On verra que, dans ce mode de réalisation, la struoture de l'organe d'alimentation 2 à la branche 12 du guide 3 est une disposition verticale, contrairement à la dis~ position horizontale représentée dans la figure 1 • En dessous du bras de guidage tubulaire 40 rotatif 23, est disposé à rotation un arbre de transmission d'é 69 12235 7 2006558 nergie 25 ayant à une extrémité de celui-ci un pignon conique 34 en prise avec un pignon conique fixe 24» l'arbre 25 a une roue dentée 26 fixée à l'autre extrémité de celui-ci et adaptée pour entraîner une roue dentée 9n portée à unei extrémité de l'arbre 16M 5 par l'intermédiaire d'une chaîne 11" en transmettant ainsi l'énergie de l'arbre d'entraînement 17 au guide rotatif 3» c'est-à-dire aux branches 12 de celui-ci. Chaque paire de matrices fendues portées par le châssis 30 portant les matrices- est adaptée pour être ou-10verte ou fermée par le cylindre actionné pneumatiquement 29 et le mécanisme articulé 31,et l'action commune entre les branches 12 et les matrices fendues 4 est commandée comme décrit dans le premier mode de réalisation représenté dans les figures 1 et 2. Cela deviendra clair par la figure 10i 15 Dans le troisième mode de réalisation de la présente invention décrit ci-dessus, la matière thermoplastique ex-trudée à travers l'extrémité avant 10 de la machine à extruder est introduite de fcrce à travers l'accouplement rotatif 1, le bras de guidage tubulaire rotatif 23 et l'organe d'alimentation 2,en four-20nissant ainsi une forme tubulaire creuse. Ensuite, la matière est dirigée sensiblement verticalement suivant la ligne E-E' et la matière est supportée par la branche 12. Quand la branche 12 se déplace vers la position indiquée dans les figures 8„ 9 et 10P la matière est chargée dans une paire de matrices fendues 4 et ensuite les ma-25 trices sont serrées. Pendant cette opération, la branche 12 sert à empêcher la matière de tomber trop vite. les branches 12 se déplacent le long de la circonférence du cercle C^de sorte que la courbe tracée par un point sur une branche 12 est la courbe sensiblement analogue à la cycloï-30 de sur la surface d'un cylindre dont le fond coincide avec le cercle C. (Cette courbe deviendra la cycloïde quand elle sera développée). D'autre part, le bras de guidage tubulaire rotatif 23 tourne autour de l'arbre d'entraînement 17. Il doit être entendu qu'au lieu du mécanis-' 35 me d'entraînement du guide du type décrit ci-dessus, on peut employer d'autres dispositifs appropriés, tels que des trains d'engrenages, des moteurs, etc..#, de façon à assurer une synchronisation appropriée dans la rotation du guide 3. Comme décrit ci-dessus, un dispositif pour 40 mouler continuellement des articles creux dans de la matière ther- 69 12235 8 2006558 Tnoplastique est tel qu'un, nombre de îT paires de matrices fendues sont disposées sur un plan réparties à intervalles angulaires égaux» le long de la circonférence d'un cercle, un organe d'alimentation des matrices est disposé de façon à tourner autour de l'axe d'un 5 châssis portant les matrices qui porte ces N paires de matières fendues arrangées et disposées comme décrit ci-dessus un moyen de soufflage est mis en cofomunication avec un trou central façonné à travers l'organe d'alimentation des matrices } un guide rotatif ayant un nombre n de branches est disposé à rotation sur l'organe 10 d'alimentation,de matrice ou un châssis rotatif { la branche du guide est disposée de façon à tourner par rapport aux matrices fendues en satisfaisant à la relation : l-M I - «k .. ' oj'i ' 77 où CJ =s vitesse angulaire de rotation de l'organe d'alimentation. 15 des matrices ou du châssis rotatif autour du centre du châssis portant ou supportant les matrices ; et = vitesse angulaire d'une branche du guide rotatif par rapport à l'organe d'alimentation des matrices du châssis rotatif ; ainsi, la matière thermoplastique extradée par l'organe d'alimentation èst supportée par la branche 20 du guide rotatif tout en étant chargée dans une paire de matrices fendues, les matrices fendues comme un tout n'étant pas mise en rotation. Les avantages suivants sont obtenus par la présente invention : - Moins de vibrations et de bruit. 25 - Choix des espacements pour la fixation des matrices fendues, facilitant donc l'entretien et 1-'inspection. - Pas de problème d'abrasion et d'usure des matrices fendues du fait de leur rotation, et - Possibilités d'augmenter les dimensions 30 des matrices fendues et d'augmenter notablement le nombre d'articles produits à l'heure. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés. On pourra, au besoin, recourir à d'autres modes et à d'autres formes 35 de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 12235 9 2006558 REVENDICATIONS 10) Dispositif pour mouler de façon continue des articles creux en matière thermoplastique, dispositif caractérisé par ce qu'un nombre N de paires de matrices fendues qui s'ouvrent ou se ferment sont disposées sur un plan et espacées à inter-5 valles angulaires constants le long d'une circonférence, un organe d'alimentation des matrices étant disposé de façon à tourner autour du centre d'un châssis portant les matrices, un moyen de soufflage étant mis en communication avec un trou central façonné à travers l'organe d'alimentation des matrices ; un guide rotatif ayant 10 un nombre n de branches étant disposé à rotation sur l'organe d'alimentation des matrice S;, l'ensemble étant disposé de telle sorte que chaque branche de ce guide est amenée à tourner par rapport aux matrices fendues en répondant à la relation : { ^ iru I " ti 15 où C0 = vitesse angulaire de rotation de l'organe d'alimentation des matrice s j, C0 = vitesse angulaire de chaque branche du guide rotatif par rapport à l'organe d'alimentation des matrices, ce qui permet le montage en continu de grosses pièces.