Brevet FR2020007A1 — publié le 19700710

Dans la fabrication des corps creux en partant de matières plastifiées par la chaleur et déformables, on procède dans la plupart des cas en plaçant un segment de tuyau ou de tube que l'on appelle une pré-ébauche, entre les éléments écartés l'un de l'autre, dans un moule de soufflage en deux ou plus de deux parties et, après avoir rapproché les éléments du moule, on gonfle cette pré-ébauche dans ce moule par introduction d'un fluide sous pression, c'est-à-dire qu'on dilate cette pré-ébauche avec diminution de son épaisseur de paroi jusqu'à ce qu'elle s'applique en tous les points sur la paroi interne du moule fermé qui forme l'empreinte du moule.La pré-ébauche est obtenue dans ce cas en découpant le segment de tuyau ou de tube de la longueur voulue dans un extrudé creux, rendu plastique par la chaleur et par conséquent déformable, et qui sort en continu d'une filière placée à la suite d'une extrudeuse qui plastifie la matière première. On peut citer comme exemples de corps creux dans le sens de l'invention, par exemple les corps creux de grande consommation, comme les bouteilles ou les pièces utilisées dans la technique ou bien des éléments creux tels que, par exemple les bidons pour combustibles, les éléments de correction acoustique, les flotteurs, bien que la nature et la forme des corps creux qui peuvent etre fabriqués par soufflage en matière plastique soient pratiquement illimitées. Le découpage qui donne naissance à la pré-ébauche pose des problèmes, en particulier dans les procédés de fabrication de corps creux qui combinent l'introduction d'un fluide sous pression dans la pré-ébauche serrée dans le moule fermé, avec le formage d'une ouverture de remplissage, de vidange ou de raccordement, qui a la forme d'un goulot, d'un col ou d'une tubulure, et dont le diamètre intérieur et le diamètre extérieur sont déterminés. On peut citer comme exemple type mais non limitatif la fabrication d'une bouteille ou d'un bidon muni d'un goulot ou d'une tubulure de remplissage.En effet, on utilise pour ce cas, un outil ayant la forme d'un mandrin que l'on introduit, après la fermeture du moule de soufflage, dans une extrémité de la pré-ébauche qui a été laissée ouverte, pour fixer ou wcali- brernle diamètre intérieur et le diamètre extérieur de l'ouver- ture de remplissage, vidange ou raccordement, ce calibrage s'ef fectuant par compression radiale de la matière de la pré-ébauche qui se trouve dans la zone du goulot ou col au moyen de la surface latérale du mandrin ou d'une partie de cette surface latérale qui est engagée dans ladite zone du goulot ou col et en coopération avec la zone correspondante du moule de soufflage, qui est de forme appropriée, tandis qu'un perçage qui traverse axialement le mandrin sert à introduire le fluide sous pression, soit simultanément, soit ensuite. Dans un autre procédé spécialisé de ce genre particulier, ltoutil-mandrin, que l'on appelle le mandrin de soufflage et de calibrage, définit également la hauteur de l'ouverture en forme de goulot ou de col et il produit sur cette ouverture un bourrelet marginal ou une surface terminale sans bavure. Cette fonction est assurée par un épaississement de l'outil que l'on appellera dans la suite "mandrins; au moyen de sa surface frontale, qui forme le raccordement avec la partie de calibrage proprement dite, et en coopération avec une surface de forme appropriée du moule de soufflage, cet épaississement écrase une partie de la pré-ébauche qui est en saillie à l'extérieur de ce moule de soufflage et, par ce moyen, fixe la hauteur du goulot ou col et moule la surface terminale de ce goulot. Il est visible que, pour le procédé qui a été décrit ci-dessus, la pré-ébauche doit être réalisée, aux extrémités destinées à l'introduction du mandrin, de telle façon que la pénétration ne soit pas rendue plus difficile pour le mandrin et il est également visible que ce but peut être atteint de la façon la plus avantageuse par une coupe de la pré-ébauche qui est plastifiée par la chaleur et par conséquent capable de se déformer sous une faible force, suivant un procédé qui ne provoque que des déformations faibles ou nulles.En effet, ce n'est que dans ce cas que la pré-ébauche présentera au mandrin qui s'enfonce dans la pré-ébauche avec une grande vitesse une ouverture de forme et de diamètre correspondants, qui garantira l'introduction facile du mandrin, c'est-à-dire en d'autres termes que ce n'est cue dans ce cas que, lors de la pénétration, le mandrin ne suera pas d'entrer en contact avec la matière qui se trouve sur sa trajectoire et transversalement à sa direction de pénétrat on et que l'on évitera par conséquent d'avoir à mettre au rebut des corps creux en raison d'une malformation de l'ouverture de remplissage, de vidange ou de raccordement. C'est pour les raisons exposées plus haut que, par exemple, les cisailles n1 ont pas pu être utilisées parce que, en général, dans l'opération de coupe, les lames de ces cisailles rapprochent l'une de l'autre, au point de coupe, deux parties opposées de la paroi du tube ou que, en d'autres termes, lors de la fermeture des deux lames de la cisaille, l'extrémité de la nouvelle pré-ébauche et, en même temps, le début de la préébauche suivante sont écrasé A , c'est-à-dire plus ou moins fer mé~s. La même observation est valable pour les couteaux qui travaillent suivant le principe de la cisaille-et qui comDren- nent une lame mobile ou une lame fixe ou bien deux lames capables de se rapprocher l'une de l'autre. Le dispositif qui répondait le mieux jusqu a présent aux conditions qui ont été exposées plus haut était encore un fil chaud prévu au point de coupe et qui se déplaçait transversalement à la direction d'extrusion du tube; toutefois, ce dispositif était affecté du grave inconvénient pratique consistant en ce que le fil incandescent brrile la matière plastique au point de coupe et, de ce fait, modifie sa structure chimique, de sorte que, par suite de ce processus, cette matière perd ses pro piétés physiques particulières. Ceci a à son tour pour effet que les chutes constituées par les excédents écrasés, c'est-àdire que ce qu'on appelle les moignons de goulot sont inutilisables comme matière de récupération. On connait toute une série de propositions qui tendent à résoudre le problème qui forme la base de l'invention, les solutions proposées étant en particulier basées sur le principe consistant à faire passer une lame à travers le tube au point de coupe à la vitesse la plus élevée possible, par exemple en utilisant des lames fixées à un bras et qui se déplacent suivant une trajectoire circulaire avec ce bras. outefois, J::.'expérience montre que ces dispositifs présentent l'inconvénient de ne pouvoir découper des pré-ébauches lisses et exemptes de toute déformation que dans des tubes à paroi relativement épaisse tandis que les tubes à paroi mince ne présentent pas la rigidité suffisante, de sorte qu'il existe un autre inconvénient consis tant en ce que la pré-ébauche et le tube qui pend de l'extrudeu- se sont infléchis dans le sens du mouvement des lames. 11 invention apporte un progrès et des perfectionnements à la technique actuelle au moyen d'un dispositif d'un fonction- nement très sûr et qui est efficace même sur les tubes qui sor- tent à grande vitesse de la filière de l'extrudeuse ainsi que pour les tuyaux à paroi très mince. D'une façon générale, '^ vention utilise pour cela un couteau circulaire mince, 311 ne à grande vitesse et vient se placer sur la trajectoire du be de matière plastique à découper en pré-ébauche puis # 'en écarte, par translation rapide transversalement à la direction d'extrusion de ce tube. L'invention a donc pour objet un dispositif qui, en partant d'un tube rendu plastique et déformable par la chaleur et qui sort en continu de la filière d'une extrudeuse, forme des seg- ments de tubes qui sont utilisés comme pré-ébauches dans la brication de corps creux par le procédé par soufflage, au moyen d'un moule de soufflage en plusieurs parties. L'invention ^:; est ca- ractérisée par un ou plusieurs couteaux circulaires qui sont entraînés continuellement en rotation rapide, montés sur un : a lot coulissant, lui-même entraîné en translation alternative par un mécanisme à manivelle, et qui sont amenés, avec ce c-. riot sur la trajectoire du tube extrudé en continu ou écartés de cette trajectoire par un mouvement perpendiculaire à l Rn tube. Ce dispositif est représenté sur les dessins annexés @@@ deux exemples de rAalisation, et décrit ci-après à propos de ces exemples. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en élévation du dispositif vant ltinvention, représenté en partie en coupe et à échos réduite ; - la filière 2 est une vue de l'objet de la figure s ; partie en coupe prise dans le sens de la flèche Il de re 1 - la figure 3 est une vue de côté prise suivant le 'e-:: la flèche III de la figure 1 - la figure 4 est une vue en élévation qui correspond 4 représentation de la figure 1 et qui montre une partie d'une riante de. réalisation suivant l'invention - la figure 5 est une vue de dessus de l'objet de la figure 4, prise suivant la flèche V de la figure 4. Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif suivant l'invention est composé d'une plaque de base 1, fixée en un point approprié sur le bâti d'une machine de soufflage, et qui porte un mécanisme à manivelle, désigné dans son ensemble par la référence 2, lequel met en mouvement un chariot coulissant désigné dans son ensemble par la référence 3 et avec ce chariot, un dispositif de coupe'désigné dans son ensemble par la référence 4. Le mécanisme à manivelle 2 est constitué par un élément d'appui 5 encastré dans la plaque de base 1, qui sert de palier pour le plateau manivelle 6; sur l'axe 7 de ce plateau est mon-. té un pignon 8 qui est fixé au moyen d'une vis 9. Le plateau 6 constitue, par la présence du tourillon 10 fi sur lui, une manivelle qui entraîne une bielle 11. L'autre exhrimitO de cette bielle reçoit la partie décolletée 12 d'un tourillon 13, pour la translation rectiligne et alternative duquel une fente 14 a été percée dans la plaque de base 1 et qui est fixé au moyen d'une vis 15, sur la traverse 16 du chariot coulissant 3. Le chariot coulissant est complété par une plaque 17 qui relie la traverse du chariot à deux pattes de portée 18a et 18b espacées latéralement et qui sont munies de fourrures de portée 19. Le groupe 16, 17, 18 peut naturellement être encore composé d'une façon différente.Les deux pattes de portée 18a et 18b peuvent par exemple être assemblées à une traverse analogue à la traverse 16 et qui est reliée à l'autre traverse par des longerons ou des entretoises; il peut être prévu, à la place de la traverse et des pattes de portée, des manchons coulissants reliés par paires par des voiles. Le déplacement du chariot porteur du dispositif de coupe 4, qui est commandé au moyen du mécanisme à manivelle 2 dans le sens de la flèche -B, est guidé sur des barres 20a et 20b parallèles entre elles et juxtaposées à une certaine distance mutuelle. Ces barres sont fixées d'une façon appropriée; dans l'exemple de réalisation représenté, elles sont fixées chacune dans une monture arrière 21 qui s'étend sur toute la largeur et, à l'extrémité opposée, chacune dans une monture de barre 22a ou 22b. Le dispositif de coupe 4 qui est fixé sur le chariot coulissant est constitué par un couteau circulaire 23 de faible épaisseur qui est lui-même fixé sur un arbre de couteau 24 su- ni d'une bride 25 et qui est entraîné continuelleient en rotation rapide par l'intermédiaire d'un arbre flexible 26 qui est couplé en 27 à l'arbre 24. On a représenté en 28 un roulement i billes et/ou un boîtier de palier de l'arbre 24 qui contient un accoupleaent à friction. L'entratnement du mécanisme à manivelle 2 est assuré par un vérin 29 dont la tige de piston 30 entrains une créiaillère 31 montée coulissante dans un bloc de guidage 32. Le vérin 29 et le bloc de guidage 32 de la créiaillère 31 sont fixés au til de la machine d'une façon appropriée, par exemple au moyen d'une console 33.Au lieu d'utiliser un pignon monté sur l'arbre 7 de la manivelle, le plateau manivelle 6 peut naturelles- ment etre réalisé sous la forme d'une roue dentée lorsque cette construction ne rend pas trop grande la course qu'il est néces- saire d'imposer à la crémaillère. Le dessin représente le dispo- sitif de coupe dans la position dans laquelle l'opération de coupe est terminée, 'est-à-dire dans laquelle un tube 34, par exemple qui est dessiné en traits sixtes sur les figures 1 et 2 a été coupé. À cet effet, la course du vérin 29, le diamètre du pignon 8 et la longueur de la crémaillère 31 sont calculés de telle façon que, pour un mouvement alternatif complet de la crémaillère par exemple dans le sens de la flèche D, il se pro duise une rotation complète de la nanivelle 6, 10 dans le sens de la flèche E, c'est-à-dire qu'il se produit un déplacement de la bielle 11 de la position de point mort arrière représentée en traits mixtes et désignée par la référence 11' à autre position de point mort, qui est représentée en traits continus sur la figure 2 et le retour à la position 11'; en d'autres termes, le couteau circulaire 23 a été amené de la position de retrait, qui permet au tube 34 de sortir librement à la position de coupe totale du tube et pour le ramener à la la position de départ. Lorsque la crémaillère est ramenée dans le sens de la flé- che F par le vérin, le couteau 23 qui est en rotation continue dans un sens (flèche C) décrit le zone mouvement de va-et-vient dans le sens de la flèche A-B, avec cette seule différence que le plateau manivelle 6 tourne dans le sens opposé (flèche G). Toutefois, il est naturellement également possible, tout en restant dans le domaine de l'invention, de faire tourner le pignon 6 uniquement dans un sens, et à cet effet de mettre la crémaillère 31 hors de prise pour le mouvement de retour F, ou bien encore d'incorporer un accouplement à roue libre approprié dans le pignon. étant donné qu'un vérin, en particulier un vérin pneumatique, permet un déplacement très 'rapide du piston, le couteau circulaire mince qui tourne constn^ment à une vitesse élevée, peut strie engagé très rapidement wen éclair1 dans le sens de la flèche A-B dans le tube 24 qui est extrudé en continu et en être écarté aussi vite, ce qui assure une coupe propre et sans. déformation sur des tubes m8me à paroi extrêmement mince. il cet effet, il s'est révélé, très avantageux de prévoir sur le bord coupant 35 un affutage cranté ou en dents de scie comme, par exemple, celui des couteaux de ménage. L'invention est également particulièrement bien appropriée pour store mise en oeuvre dans les machines de soufflage au moyen desquelles plusieurs pré-ébauches extrudées en parallèle les unes à caté des autres sont travaillées dans un nombre correspondant de moulés. Pour cela, les figures 4 et 5 montrent un exemple où pour simplifier, on a omis de représenter le mécanisme à manivelle 2 et la plaque de base 1 qui sont représentées sur les figures 1 et 2. Dans cet exemple, des plaques de paliers 36a, 36b sont vissées à la partie inférieure de la plaque 17 dans le prolongement des axes des barres coulissantes 20a, 20b, pour recevoir des arbres 38 qui tournent dans des roulements à billes 37, et dont chacun porte une poulie 39a, 39b sur laquelle est fixé un couteau circulaire 24a ou 24b'. Naturellement et ainsi qu'on l'a représenté, dans le cas de couteaux de grand diamètre, ltun des couteaux doit se trouver au-dessus du niveau de I'autre. Juste à caté de la traverse 162 du chariot est fixé, sur la plaque 17' de ce chariot, le dispositif d'entraînement 40 muni de l'embrayage 27' et dont l'arbre de sortie 41 porte une pou lie à courroie 42, laquelle entrain la courroie 43 qui embras- se les poulies 39a, 39b; de cette façon,on peut décoeper s##i tanément plusieurs pré-ébauches avec un dispositif qui n'est pas plus grand que celui des figures 1 et 2 et qui, par consé- quent ne prend pas plus de place dans l'ensemble de la machine machine R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif servant à former, en partant d'un tube plastifié par la chaleur et déformable, qui émerge en continu de la filière d'une extrudeuse, des segments de tubes qui servent de pré-ébauches dans la fabrication de corps creux par le procédé dit par soufflage au moyen d'un moule en plusieurs parties, ce dispositif étant caractérisé par un ou plusieurs couteaux circulaires 23 qui sont entrains constamment en rotation rapide et qui sont montés sur un chariot 3 coulissant lui-même animé d'un mouvement de va-et-vient par#l'intermédiaire d'un mécanisme à manivelle 2 et ces couteaux étant amenés, avec ce chariot dans la trajectoire du tube extrudé en continu puis écartés de cette trajectoire par un mouvement perpendiculaire à l'axe du tube. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le chariot coulissant est guidé sur des barres paral lèles entre elles et qui s'étendent, avec un certain écartement mutuel, parallèlement au mouvement au chariot, ce chariot portant l'arbre du ou des couteaux circulaires ainsi que leurs paliers. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, ca ractérisé par le fait que le chariot coulissant est constitué par une plaque 17, sur laquelle sont fixées une traverse 16 montée coulissante sur des barres 2osa, 20b et, à un certain écartement de #cette traverse, deux pattes de portée 18a, 18b qui reçoivent chacune une barre, ces plaques portant rotatifs le ou les axes 24, 38 du ou des couteaux 23, qui sont situés sur le côté de la plaque qui est à l'opposé de -la traverse et des pattes de portée. 4.- Dispositif suivant l'une des-revendications 1 à 3, ca ractérisé par le fait que la bielle Il du mécanisme 2 à manivelle est articulée, à une extrémité sur le plateau manivelle 6 et, à l'autre extrémité, sur le chariot coulissant 3 ou sur sa traverse 16. 5.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, ca ractérisé par le fait qu'une roue dentée est montée coaxialement au plateau manivelle 6. 6.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, ca ractOrisé par le fait que le plateau manivelle se prolonge par un arbre qui est monté rotatif dans un élément d'appui 5 et sur lequel est monté un pignon 8 qui est relié solidairement en rotation à cet arbre. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par une crémaillère 31 qui est en prise avec le pignon 6, qui est mise en mouvement alternatif par un vérin 29 et qui est guidéedans un bloc de guidage 32. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, carat térisé par une plaque de base fixée au bâti de la machine, dans laquelle est logé l'élément d'appui de l'arbre du plateau mani- velle et à laquelle sont fixées les pattes de portée qui r#òi- vent les barres 200 9 - Dispositif suivant l'une des revendications l à 8 caractérisé par le fait que l'arête coupante du ou des couteaux circulaires présente un affutage cranté ou en dents de scie.