Brevet FR2028281A1 — publié le 19701009

La présente invention a pour objet un dispositif de formage d'articles creux en matière thermoplastique, tëls que pots de yaourt ou emballages du même type, ainsi que de verres en matière plastique. 5 La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de formage dfarticles creux en matière thermoplastique, à partir d'une feuille thermoplastique préalablement chauffée, du type comportant un bâti mobile supportant un moule creux, ouvert à sa partie supérieure, de même forme interne que l'arti-10 cle à fabriquer, un support mobile pour un piston de prëformage dont la partie active présente des dimensions légèrement inférieures à celles de la partie creuse du moule, et un serre-flan mobile coopérant avec le bord supérieur du moule, le piston de prëformage étant guidé par rapport au serre-flan et susceptible 15 de s'engager dans le moule creux après le déplacement relatif du bâti mobile et du serre-flan l'un vers l'autre, ce déplacement s'effectuant perpendiculairement au plan de défilement de la feuille en matière thermoplastique. On connaît de nombreux dispositifs de formage-d'arti-20 cles creux de ce type parmi lesquels on peut citer celui comportant un bâti mobile, un moule creux solidaire dudit bâti et un support mobile sur lequel est monté un piston ou poinçon de préformage susceptible de s'engager dans le moule creux, lè déplacement relatif du support et du bâti s'effectuant dans une direc-25 tion perpendiculaire au plan de défilement de la feuille de matière thermoplastique à partir de laquelle sont fabriqués les articles creux. Le support mobile en forme de cloche constitue généralement le serre-flan destiné à maintenir fermement la feuille de matière plastique contre le bord supérieur du moule 30 ouvert vers le haut, lors de l'opération de formage. Le fluide sous pression, admis dans l'ébaubhe réalisée au moyen du piston de prëformage, et destiné à plaquer ladite ébauche contre les parois internes du moule afin de lui donner exactement la forme du moule, est habituellement injecté à travers des canaux et des 35 orifices ménagés dans le piston de prëformage ou dans le serre- flan en forme de cloche â l'intérieur duquel est placé ledit piston. Bien que ce dispositif trouve son application dans de nombreux cas, il n'en demeure pas moins vrai qu'il ne permet pas 70 00927 : 2028281 de fabriquer avec une cadence accrue des articles creux dont les parois sont relativement minces par rapport au fond de l'article qui doit présenter une épaisseur suffisante pour être manipulé sans risque de détérioration. 5 Un autte-inconvénient réside dans le fait qu'il est nécessaire d'injecter une. grande quantité de fluide sous pression dans le support en forme de cloche quand le prëformage de l'article est terminé, pour appliquer l'ébauche de l'article contre les parois internes du moule et lui donner sa forme dê-IO finitive. En outre, la cloche traversée par la tige de commande du piston doit être munie d'un joint d'étanchéitë dont l'état devient rapidement défectueux en raison du frottement permanent de la tige, de sorte que- le dispositifs de formage doit être souvent arrêté pour le remplacement du joint d'étanchëité. 15 La présente invention pallie les inconvénients préci tés et a pour but un dispositif permettant la fabrication d'articles creux présentant dés parois latérales minces par rapport au fond et ce, avec une quantité de fluide sous pression relativement peu importante et avec une cadence accrue. 20 A cet effet, le dispositif de type précité est carac térisé, conformément à 1'invention, en ce que le serre-flan comporte un alésage coaxial au moule, ouvert à ses deux extrémités, et dont la section transversale est égale ou légèrement supé -rieure à celle de l'extrémité supérieure de la partie creuse du 25 moule, que la partie active du piston de préformage est solidaire à son-extrémité supérieure d'une partie de piston de même sec tion que celle de l'extrémité supérieure de la partie active, • partie de piston logée dans l'alésage et délimitant avec ce dernier un espace annulaire de faible Volume susceptible d'être re- 30 lié 'à-une source de fluide sous pression,- que le support mobile du piston e"st monté .de façon à pouvoir se déplacer indépendamment du serre-flan, et repose en fin de coursé de travail du pis ton sur ledit serré-flan, et que l'êtanchéitê dé 1'espace annulaire vers l'extérieur; en fin de course de -travail du piston, 35 est assurée au moyen- d'un joint annulaire interposé entre le serre-flan et le support mobile ou le piston dé prëformage et en toarànt l'extrémité supérieure de-T'alêsagé.5 • : - • - Un avantagé de la présenté invention-réside dans le • fait que la consommation en air comprimé est très faible ét que 70 00927 3 2028281 - la pression d'application de l 'ébauche contre 1a- paroi-interne du moule est atteinte rapidement, sans qu'une surpression néfaste puisse se produire lors de. la descente du piston. D'autres caractéristiques et avantages■de 1'invention 5 ressortiront de. la description suivante d'un mode de réalisation, description donnée à titre .d'exemple non limitatif et faite en référence au. dessin annexé sur lequel: -■ La. figure unique représente une coupe axiale.verticale du dispositif de formage selon l'invention. 10 Les articles creux sont, formés à partir d'une feuille thermoplastique qui, avant de parvenir au dispositif de formage, est traitée dans un poste de chauffage. Comme on peut le voir sur la figure unique, le dispositif de formage est constitué généralement par un bâti 2, mobile 15 axialement et perpendiculairement par rapport au plan de déplacement de la feuille thermoplastique 1 suivant la double flèche F, par un moule creux 3 ouvert sur la face supérieure et solidaire du bâti mobile 2, par un support mobile 4 sur lequel est monté un piston de prëformage ou poinçon 5 susceptible de s'engager, 20 de préférence par le haut, dans le moule creux 3 lors des déplacements relatifs du. bâti mobile 2 et du support 4, déplacements qui s'effectuent dans une direction perpendiculaire au plan de défilement de la feuille thermoplastique 1 dont le' sens de déplacement est indiqué par la flèche F^, le moule 3 étant disposé d' 25 un côté, de préférence en dessous, et le piston de préformage 5 ainsi que son support 4 étant disposés de l'autre côté de ladite feuille thermoplastique 1. Le piston de préformage 5 est guidé axialement par rapport à un serre-flan 8 et est conformé de manière que sa partie 30 . active 5a agissant sur la feuille thermoplastique 1 présente une forme analogue et des dimensions très proches, mais inférieures à celles de la partie femelle du moule 3. Par exemple, le rapport entre les dimensions prises dans une section transversale du moule 3, d'une part, de la cavité du moule 3 et d'autre part du pis-35 ton de prëformage 5 présente des valeurs comprises entre 1/0,95 et 1/0,6.5, cette dernière valeur n'étant valable que pour le fond du moule 3 et 1 ' extrémité libre, du piston .5Ainsi, 1 '-ébauche réalisée sur la feuille thermoplastique 1 est proche de la forme définitive de l'article creux 6 â fabriquer, lorsque le piston 70 00927 4 2028281 de prëformage 5 se trouve en, position complètement engagée dans le moule creux 3, - c'est-à-dire en fin de course de travail. La partie active 5a.du piston 5* et la partie femelle du moule 3, peuvent avoir les formes d'un cylindre, d'un tronc de cône, d'un 5 polyèdre ou d'un tronc de pyramide. Le piston 5 présente une partie supérieure 5b solidaire de l'extrémité supérieure de la partie active 5a du-piston et de forme cylindrique ou polyédrique suivant que la section transversale de la partie active 5a est circulaire ou polygonale. En-position totalement engagée du 10 piston 5, la petite base 5c de la partie active 5a se trouve à proximité du fond du moule creux 3, et sa paroi latérale externe 5d délimite avec la paroi interne 3a du moule creux 3 un espace 7 de faible volume. Bien entendu, l'espace existant entre la paroi interne 3a du moule 3 et la surface de la partie active 5a du 15 piston 5 présente une épaisseur au moins égale à la double é-paisseur de la feuille thermoplastique 1 à l'état non étiré. Le support mobile 4 est disposé au-dessus d'un serre-flan 8 constitué par une: pièce supérieure 9 en forme d'êtrier, et par une pièce inférieure 10 usinée avec précision sur sa face in-20 férieure 10a destinée soit à appliquer, de façon étanche, la feuille thermoplastique 1 contre la face supérieure 3b du moule 3, soit à servir de butée à ladite feuille thermoplastique 1 lorsque cette dernière est soulevée par le bord supérieur 3b du moule 3. Les pièces 9 et 10 sont solidarisées par tout moyen ap-25 proprië, tel que vis 11, dont la tête est disposée dans un logement 12 prévu dans la pièce 10, de manière qu'au cours du formage la tête de la vis 11 ne puisse venir en contact avec la feuille - thermoplastique 1. La forme du bord frontal 10a de la pièce 10 est identique à celle du bord 3b.du moule creux 3. 30 Dans les pièces 9 et 10, c'est-à-dire dans le serre- flan 8, est ménagé un alésage 13 ouvert à ses deux extrémités et dans lequel se déplace le piston de prëformage 5. Cet alésage est coaxial à la partie creuse ou femelle du moule 3 et présente la même- section transversale ou une section légèrement plus grande 35 que celle, de 1'extrémité supérieure de la partie creuse du moule 3. La partie supérieure 5b du piston 5 est logée dans l'alésage 13 et délimite avec ce dernier un espace en forme de couron-• ne polygonale ou cylindrique de faible volume 14 susceptible d' - être, relié à. une source de fluide sous* pression .non représentée 00927 s 20 28231 à travers un canal 15 ménagé soit dans le support mobile 4, soit dans le serre-flan 8, soit dans le piston 5. Le serre-flan 8 est de préférence mobile suivant la flèche F sur une distance relativement faible. Il importe que le support mobile 4 soit susceptible de se déplacer dans le même sèns que le serre-flan 8, mais indépendamment de ce dernier et ne porte contre la face supérieure centrale du serre-flan 8 qu'en fin de course de travail du piston 5. Il est ainsi assuré que l'espace en forme de couronne 14 reste à l'air libre pendant la course de travail du piston 5, ce qui évite toute production d'une surpression sur la feuille thermoplastique 1. L'étanchéité de l'espace en.forme de couronne 14 vers l'extérieur est assurée par un joint d'étanchéité 16 placé, par exemple sur la face supérieure du serre-flan 8 tel que représenté sur le dessin, et par la face inférieure du support mobile 4, face qui, en fin de course de travail du piston 5, porte contre le joint 16, l'embouchure du canal 15 se situant, bien entendu, entre le niveau du joint 16 et celui de la face inférieure 10a du serre-flan 8. * Comme il a déjà été mentionné, le canal peut être prévu dans le support mobile 4, de préférence en alignement avec 1' espace 14, ou bien dans le serre-flan 8 ou encore dans la partie supérieure 5b du piston 5. Il s'entend de soi-même que le support mobile 4 et le serre-flan 8 d'ans le cas où ce dernier est également mobile, sont guidés dans leurs mouvements par des moyens non représentés sur le dessin. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la hauteur de la partie supérieure'5b du piston 5 est égale à celle de l'alésage 13 du serre-flan 8, et en tout cas, égale à la hauteur comprise entre la face inférieure IGa du serre-flan et l'emplacement du joint d'étanchéité 16 sur le serre-flan 8. Un contact de fin de course 1? susceptible d'une part dragir sur une valve d'admission, telle qu'une électro-valve 18, prévue dans une conduite 19 reliant le canal 15 à-une source de fluide sous pression non représentée et, d'autre part de■ commander l'admission du-fluide sous pression, tel que de l'air comprimé, dans 1 *espace en forme de couronne 14 lorsque, en fin de course de travail, le piston-de prëformage 5 a atteint sa position inférieure complètement engagée dans le moule 3, est prévu sur le support: 4 et est actionné par un organe 20 solidaire du serre-flan 8» Ce contact 70 00927 6 2028281 de fin de course est, de préférence, interposé entre le support mobile 4 et le serre-flan 8 et se trouve au voisinage du joint d1êtanchéité 16. Selon un mode de réalisation particulièrement avanta-5 geux, dans le cas où plusieurs pistons 5 "sont montés sur le même support mobile 4, le joint d'étanchéité 16 est fixé sur la face supérieure du serre-flan 8 près des différents alésages 13 du serre-flan 8, de manière à entourer tous, les alésages 13 et tous les. pistons 5. Cette mesure permet de rapprocher davanta-10 ge les pistons 5 les uns des autres et de ne laisser aucun es pace inutile entre ces pistons 5. Le fond 3£ du moule 3 est monté mobile axialement par rapport au.corps du moule 3, une butée supérieure 21 limitant sa course descendante et une butée inférieure 22 limitant sa course 15 ascendante. Les courses du fond mobile 3c sont très faibles. Un ressort de rappel 23 logé dans une chambre 24 du corps du moule 3 sollicite le fond mobile 3£ constamment vers le haut, de sorte que la butée inférieure 22 est en permanence appliquée contre une face d'arrêt du moule creux 3.. Le fond mobile 3C est prolon-2o gê vers le bas par deux tronçons de tige 25a, 25b, dont le tronçon 25b traverse la chambre 24 et de façon étanche la paroi du corps de moule et porte la butée inférieure 22, an joint d'étanchéité 26 étant prévu dans la paroi du corps de moule au niveau du tronçon de tige 25b. Il subsiste un faible jeu entre la paroi 25 de la chambre 24 et le fond mobile 3c. La chambre 24 communique en outre à travers un perçage 27 avec une pompe à vide non représentée. Cet agencement permet d'assurer Une vernie en contact correcte de la feuille thermoplastique 1 avec au'moins la partie inférieure de la paroi interne et du fond mobile 3c du moule 3. 30 Le. fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant: ■ • • Quand la feuille thermoplastiquë 1 parvient- au poste de formage selon 11 invention, le bâti mobile -2 est dans une position basse par rapport à sa position de travail pendant le 35 formage. Dès que l'opération de formage est déclanchée, le bâti 2 est relevé jusqu'à ce que le bord 3b du moule creux 3 soit en contact avec la feuille thermoplastique 1 immobilisée. Le serre-flan 8 est abaissé, par exemple au moyen d'un vérin non repré- 70 00927 7 2028281 senté relié aux bras recourbés vers le haut de la-pièce 9, depuis la position haute qu'il occupait en période de repos, jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec la face supérieure de la feuille thermoplastique 1, tout en appliquant cette dernière con-5 tre le bord supérieur du moule 3. Les pressions exercées par le serre-flan 8 et le moule creux 3 sur les deux faces de la feuille thermoplastique 1 empêchent tout déplacement de cette dernière au cours du formage ultérieur d'un récipient 6. Par l'intermédiaire d'un vérin non représenté et attaquant le support mo-10 bile 4 sur les bras recourbés vers le haut, on descend alors le' piston 5 dans le moule creux 3 pour former dans la feuille thermoplastique 1 une ébauche de l'article creux à réaliser. Lorsque le piston 5 a atteint sa position extrême inférieure, c'est-à-dire lorsque le support mobile 4 repose sur le joint d'étanchéi-15 té 16 du serre-flan 8, le contact de fin de course 17 se ferme de sorte que 1'électro-valve 18 s'ouvre, que du fluide sous pression est envoyé dans l'espace annulaire 7 et que l'ébauche de 1' article creux est appliqué par ce fluide contre les parois internes du moule creux 3 pour donner à l'article creux sa forme . 20 définitive. Pendant cette opération, la chambre 24 peut être reliée à la pompe à vide d'une façon analogue à celle précitée pour l'espace annulaire 7. Ensuite, le moule 3 est abaissé d'une hauteur au moins égale à celle du récipient 6, et le support 4 25 avec son piston 5, ainsi que le serre-flan 8 sont relevés, le piston 5 étant placé dans une position où sa partie active 5a se trouve entièrement à l'intérieur de l'alésage 13, tandis que le serre-flan 8 n'est relevé que d'une faible hauteur. De ce fait, l'article creux formé ou le récipient 6 est entièrement 30 dégagé du moule 3 et la feuille thermoplastique 1 peut être déplacée d'un pas, de sorte qurune partie vierge de ladite feuille 1 se trouve au-dessus du moule 3. Une nouvelle opération de formage d'un récipient peut alors commencer. 70 00927 8 2028281 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de formage d'articles creux en matière plastiqué à partir d'une feuille thermoplastique préalablement chauffée, du type comportant un bâti mobile supportant un moule creux ouvert à sa partie supérieure et.de même forme interne 5 que l'article à fabriquer, un support mobile pour un piston de prëformage dont la partie active présente des dimensions légèrement inférieures à celles de la partie creuse du moule, et un serré-flan mobile coopérant avec le bord supérieur du moule, Iq le piston de■prëformage étant guidé par rapport au serre-flan et susceptible de s'engager dans le moule creux après le déplacement relatif du bâti mobile et du serre-flan l'un vers l'autre, ce déplacement s'effectuant perpendiculairement au plan de défilement de la feuille en matière plastique, caractérisé en ce que le serre-flan comporte un alésage coaxial au moule, ouvert ' à ses deux extrémités, et dont la section transversale est égale ou légèrement supérieure à celle de l'extrémité supérieure de la partie creuse du moule, que la partie active du piston de préformage est solidaire à son extrémité supérieure d'une partie de piston de même section que celle de l'extrémité supérieure de i0 la partie active, partie de piston logée dans l'alésage et délimitant avec ce dernier un espace de très faible volume susceptible d'être relié à une source de fluide sous pression, que le support mobile du piston est monté de façon à pouvoir se dépla-25 cer indépendamment du serre-flan, et repose, en fin de course de travail du piston, sur ledit serre-flan, et que l'étanchéité dudit espace vers l'extérieur, en fin de course de travail du piston dans le moule, est:assurée au moyen d'un joint interposé entre le serre-flan et le support mobile et entourant l'extrë-mité supérieure de l'alésage. 2 - Dispositif de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la partie supérieure du piston de préformage est au moins égale à celle comprise entre la face inférieure du serre—flan et l'emplacement du joint annu -laire sur le serre-flan. 70 00927 9 2028281 3 - Dispositif de formage selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la hauteur de la partie supérieure du piston de prëformage est égale à la hauteur de l'alésage prévu dans le serre-flan. 5 4 - Dispositif de formage selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 1 * embouchure d'un, canal reliant la source de fluide sous pression â l'espace compris entre l'alësa-ge du serre-flan et le piston de prëformage est située entre le joint d'étanchéité et la face inférieure du serre-flan. lO 5 - Dispositif de formage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un contact de fin de course susceptible d'agir sur une électro-valve qui commande l'admission du fluide sous pression dans l'espace compris entre l'alésage et la partie supérieure du piston de prëformage, est prévu sur le sup-15 port mobile dudit piston et susceptible d'être actionné par un organe solidaire du serre-flan. 6 - Dispositif de formage selon une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, comportant plusieurs pistons montés sur le même support mobile et plusieurs alésages correspondants dans un seul 20 serre-flan, caractérisé en ce qu'un seul joint d'étanchéité est fixé sur la face supérieure du serre-flan près des différents alésages, de manière à entourer tous les alésages et tous les pistons. 7 - Dispositif de formage selon les revendications 25 4 et 5, caractérisé en ce que le contact de fin de course et son organe d'actionnement sont disposés respectivement sur le support mobile et le serre-flan à l'intérieur de la zone entourée par le joint d'étanchéité. 8 - Dispositif de formage selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce qu'en dessous du fond du moule est prévue une chambre communiquant en permanence avec la partie creuse du moule et susceptible d'être reliée à une pompe à vide.. 9 - Dispositif de formage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fond du moule est mobile par rapport 35 au corps du moule.