Brevet FR2106494A1 — publié le 19720505

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour former une tête sur un corps de récipient tubulaire qui a été formé préalablement. L'invention vise plus particulièrement une cavité de moulage permettant de former une tete sur un tube préformé en matière plastique ou stratifiée à faible épaisseur de paroi, par exemple sur un sachet appelé à Qtre utilisé dans un récipient distributeur d'aérosol, On connaît de nombreux procédés pour former une tête sur un corps de récipient tubulaire préformé. Salivant un procédé classique, le corps tubulaire préformé est placé sur un mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur dudit corps tubulaire, de telle sorte qu'il subsiste un faible jeu entre le mandrin et le corps tubulaire. On introduit ensuite le mandrin dans un élément femelle de moulage de façon telle que l'extrémité supérieure du corps tubulaire porté par le mandrin dépasse de l'extrémité supérieure de ce dernier et touche une surface intérieure courbe dudit élément femelle de moulage. La surface courbe intérieure de cet élément de moulage forme et incurve l'ex- trémité du corps tubulaire vers l'intérieur et définit, par là, un contact étanche entre la surface extérieure de l'extrémité intéressée du corps tubulaire et la surface intérieure de l'élément femelle de moulage. Afin d'empocher la matière thermoplastique de s'écouler à travers L'interstice défini entre la surface intérieure du corps tubulaire et le mandrin, ou le phénomène couramment appelé "soufflage" (blow-up) de la matière fondue, pendant le moulage de la tête, il est indispensable de maintenir un contact étanche également entre le mandrin et la surface intérieure du corps tubulaire. À cet effet, on a muni jusqu'ici la surface intérieure de l'élément femelle de moulage, en un endroit juste en face de l'arête supérieure extérieure du poinçon, d'une partie présentant un diamètre intérieur légèrement plus petit que le diamètre intérieur général de cet élément de moulage; par conséquent, lorsque le mandrin d'un moule connu de ce genre atteint la fin de sa course d'introduction, cette partie de l'élément femelle de moulage, à diamètre réduit, coopère avec l'arête supérieure extérieure (périphérique) du mandrin pour ser- rer ou coincer la partie intéressée du corps tubulaire afin d'obte- nir un contact étanche. Toutefois, cette solution du problème indiqué ci-dessus o#blige à observer des tolérances de fabrication extremement serrées et comporte des complications lorsqu'on désire placer automatiquement des corps tubulaires préformés sur le mandrin de moulage, notamment lorsqu'il s'agit de corps tubulaires de faibles dimensions et à faible épaisseur de paroi, tels qu'on les utilise couramment sous forme de sachets ou vessies dans des récipients distributeurs à aérosol, La présente invention élimine cet inconvénient en proposant l'utilisation d'un mandrin présentant un diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur du corps tubulaire et comportant à son extrémité supérieure une rondelle épanouissable. Gracie à l'utilisation de cette rondelle épanouissable et au diamètre relativement faible du mandrin, on peut placer automatiquement, avec un jeu confortable, le corps tubulaire sur le mandrin, avant de procéder à l'opération de moulage de la tête du récipient. La rondelle épanouissable présente une forme conique et est normalement maintenue à l'état contracté, cette rondelle étant retenue par la face inférieure du renforcement cylindrique d'une tige centrale qui peut se déplacer axialement à l'intérieur du mandrin. Lorsque le mandrin portant, avec un jeu circonférentiel appréciable, le corps tubulaire est inséré dans l'élément femelle de moulage et qu'il a été amené vers sa positionnfermée" à l'intérieur de cet élément (c'est-à-dire vers la fin de sa course l'extrémité supérieure du renforcement cylindrique de la tige centrale touche l'élément femelle de moulage, à la suite de quoi la tige centrale se rétracte en direction de l'intérieur du mandrin qui continue son mouvement d'avance vers sa fin de course d'introduction.Pendant que la dernière partie du mouvement d'avance du mandrin provoque le mouvement de rétraction de la tige centrale, l'extrémité frontale du mandrin épanouit la périphérie de la rondelle de manière telle que la périphérie de cette dernière touche la paroi intérieure du corps tubulaire et définisse par conséquent un contact étanche entre le mandrin, le corps tubulaire et l'élément femelle de moulage, ce qui permet d'obtenir une cavité de moulage parfaite. On maintient alors les éléments de moulage intéressés dans cette position, et on injecte de la matière thermoplastique fondue dans ladite cavité de moulage pour former la tette sur le corps de récipient tubulaire préformé. Il ressort de ce qui précède que conformément à la présente invention, on enfile le corps tubulaire préformé sur un mandrin de moulage, avec un Jeu appréciable, ce mandrin présentant un diamètre extérieur sensiblement plus petit que le diamètre intérieur du corps tubulaire. On peut utiliser de l'air comprimé amené par l'intérieur du mandrin pour "lubrifier" la surface extérieure de celuici pendant ltopération de mise en place du corps tubulaire sur le mandrin Vers la fin de la course d'avance du mandrin, une rondelle conique montée sur le fond du renforcement cylindrique d'une tige centrale déplaçable axialement dans la tête du mandrin s'épanouit circonférentiellement lorsque l'extrémité supérieure du renforcement cylindrique de la tige centrale entre en contact avec l'élé- ment femelle de moulage, cette tige centrale se déplaçant vers l'intérieur du mandrin pendant que ce dernier continue son mouvement d'avance vers la fin de sa course d'introduction dans l'élément femelle de moulage0 En fait, c'est l'extrémité supérieure du mandrin qui, pendant la course d'introduction de celui-ci, oblige la rondelle à s'épanouir circonférentiellementO Lorsque le mandrin a atteint sa fin de course d'introduction, il se trouve en position fermée par rapport à l'élément femelle de moulage, et la périphérie de la rondelle épanouissable est en contact avec le corps tubulaire pour définir un contact étanche entre le mandrin, le corps tubulaire et l'élément femelle de moulage, et de définir, par conséquent, une cavité de moulage dans laquelle on moule ensuite la tete du récipient, en introduisant de la matière thermoplastique fondue dans ladite cavité de moulage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. La fig. 1 est une coupe verticale, montrant le dispositif de moulage suivant l'invention, dans lequel la rondelle conique épanouissable se trouve dans sa position initiale contractée9 La fig. 2 est une coupe verticale analogue à la fig.1, montrant la rondelle épanouissable en position épanouie, immédiatement avant l'introduction de la matière thermoplastique fondue appelée à former la tete sur le corps tubulaire préformé. La fig.3 montre, également en coupe verticale, le dispositif de moulage, la rondelle épanouissable étant en position épanouie,immédiatement après la formation de la ttte du récipient. La fig. 4 est une vue analogue à celle des figures précédentes, montrant la rondelle conique épanouissable dans sa position contractée finale, et la fig. 5 est une vue en perspective, à plus grande échelle,de la rondelle conique épanouissable. La fige 1 montre le dispositif de moulage selon l'invention, indiqué dans son ensemble par la référence 10. Ce dispositif comporte, dans le mode de réalisation représenté, un élément femelle de moulage indiqué dans son ensemble par la référence 11, qui comprend une matrice stationnaire 12 constituée par exemple par des éléments séparables maintenus en position de moulage par un organe d'assemblage annulaire 14. La matrice 12 présente sensiblement la forme d'une cuvette renversée; à l'intérieur de la matrice est prévue une paroi plane 16, ainsi qu'une paroi inclinée 18 ; ces parois 16 et 18 sont appelées à recevoir des organes 20 pour le moulage de la surface extérieure du col du récipient.Les organes de moulage 20 sont constitués, dans le mode de réalisation représenté, par plusieurs éléments de moulage séparables définissant un filet hélicol- dal et sollicités élastiquement vers l'extérieur d'une manière connue en soi. A la force élastique qui sollicite les éléments de moulage filetés 20 vers l'extérieur s'oppose un collier 22 disposé à 1'inté- rieur de la matrice 12 et maintenu par l'organe d'assemblage annulaire 14 ; le collier 22 est maintenu dans la position représentée sur la fig.l par un manchon déplaçable extérieur 24. Le manchon est supporté, d'une manière connue en soi, tel que le décrit, par exemple, le brevet américain NO 3.207.833 publié le 21 Septembre 1965. Un collier intérieur 26 définit un passe axial 28 qui reçoit le corps 30 d'un mandrin désigné dans son ensemble par la référence 32; ce mandrin comporte également une partie supérieure 34 élargie appelée à entrer en contact avec l'extrémité supérieure du collier 26. Ce dernier et le mandrin 32 sont solidarisés, par exemple par une vis 36, de façon telle que le collier 26 et le mandrin 32 soient déplaçables solidairement. Le mandrin 32 présente un passage central 38 dans lequel est monté de manière axialement déplaçable un élément de moulage interne, ou tige centrale, désigné dans son ensemble par la référence 40 et comportant une partie creuse 42 et une partie supérieure sensiblement cylindrique 44. La partie creuse 42 de la tige centrale 40 est pourvue d'un alésage central 46 et d'ouvertures 48 qui communiquent avec des canaux 50 ménagés dans la partie supérieure 34 du mandrin 32; ces canalisations permettent de produire un écoulement d'air qui sert à "lubrifier" la surface extérieure 52 du mandrin 32 pendant que l'on met en place, avec jeu, le corps tubulaire 54 sur le mandrin 32, avant de procéder aux opérations de moulage qui seront décrites plus loin. Une rondelle Belleville épanouissable désignée dans son ensemble par la référence 56 et représentée séparément sur la figure 5,comporte une paroi conique 58 latérale et une paroi plane supérieure 60 pourvue d'un trou central 62 ; cette rondelle est montée à l'aide de moyens classiques sur l'extrémité périphérique supérieure 64 de la partie cylindrique 44 de la tige centrale 40, la partie creuse 42 de la tige 40 s1 étendant à travers le trou 62 de la rondelle 56. Les figures 1 et 4 montrent la rondelle 56 dans sa position normale ou contractée, cependant que les figures 2 et 3 la représentent dans sa position épanouie.La rondelle 56 est amenée sélectivement dans ces deux positions grssce au contact de sa paroi conique 58 avec la partie supérieure 34 du mandrin 32, pendant le déplacement axial du mandrin 32 relatif à l'élément femelle de moulage ll,lors- que le mandrin 32 est proche de la fin de sa course vers l'int6- rieur, dans l'élément femelle 11, ou, en d'autres termes, lorsque le mandrin 32 et le membre femelle de moulage 11 ont presque atteint leur position fermée. Le mandrin 32 est déplaçable axialement par rapport à l'élément femelle de moulage 11 sous l'action de moyens de commande convenables, qui peuvent etre hydrauliques, pneumatiques ou de tout autre type approprié, ces moyens de commande n'étant pas représentés sur le dessin. Lorsque le mandrin 32 portant le corps tubulaire 54 avec un jeu notable est introduit dans l'élément femelle de moulage ll,1'extré- mité supérieure 61 du corps tubulaire 54 dépasse de l'arête extérieure 63 de l'extrémité supérieure 34 du mandrin 32 et entre en contact avec une surface interne 65 incurvée vers l'intérieur,définie par l'élément femelle de moulage 11. La surface courbe 65 de l'élément 11 déforme l'extrémité supérieure 61 du corps tubulaire 54 vers l'intérieur, ce qui produit un contact étanche entre cette surface courbe et la surface extérieure 66 de 1'extrémité supérieure 61 du corps tubulaire 54.Cependant, en l'absence de la rondelle 56, il n'y avait pas de contact étanche entre la surface intérieure 68 du corps tubulaire 54 et la surface extérieure 70 de l'extrémité supérieure 34 du mandrin 32, étant donné que le corps tubulaire 54 avait été préalablement mis en place sur le mandrin 32 avec un jeu circonférentiel appréciable, ce mandrin ayant un diamètre sensiblement plus petit que le diamètre intérieur du corps tubulaire 54. La tige centrale 40 est pourvue, à l'extrémité inférieure de sa partie creuse 42, d'une bague d'écartement 72 qui permet de régler l'amplitude de l'épanouissement de la rondelle 56. Dans des conditions normales, l'élasticité de la rondelle 56 assure, dans l'état non épanoui (ou contracté), de la rondelle, le maintien de la tige 40 dans une position élevée, telle que représentée sur les figures 1 et 4. Dans cette position, la bague d'écartement 72 touche la surface inférieure du mandrin 32.Les figures 2 et 3 ,représentent la tige centrale dans une position abaissée, résultant du déplacement du mandrin 32 vers sa position fermée par rapport à l'élément de moulage 11, Lorsque le mandrin atteint cette position ?Ifermée11,un élément de butée 74 prévu sur la face supérieure de la partie cylindrique 44 de la tige 40 entre en contact avec la matrice 12 de l'é- lément de moulage 11 et arrêtes de ce fait, le mouvement ascendant de la tige 40, cependant que le mandrin 32 continue de se déplacer vers le haut. À partir de ce moment, seul le mandrin 32 effectue un mouvement ascendant pendant lequel il épanouit la rondelle 56, jus- qu'à ce qu'il atteigne la fin de sa course d'introduction dans l'élément de moulage ll, la surface supérieure 76 de la partie 34 du mandrin étant alors appliquée contre la paroi conique 58 de la rondelle 56. Dans cette position, la périphérie 78 de la rondelle touche la surface intérieure 68 du corps tubulaire 54 à proximité de l'extrémité supérieure 61 de celui-ci, et définit ainsi un contact étanche, ou joint, indiqué en 79, entre le mandrin 32, le corps tubulaire 54 et l'élément femelle de moulage 11, ce joint étanche 79 permettant d'obtenir une cavité de moulage 80 dans laquelle on introduit ensuite de la matière thermoplastique fondue 82 afin de former la tete 84 sur le corps tubulaire 54. La tête 84 une fois moulée, on retire partiellement le mandrin 32 de l'élément femelle de moulage 11, ce qui permet à la rondelle 56 de reprendre sa position normale contractée (voir la figure 4), après quoi l'objet moulé est éjecté de l'élément de moulage ll,par exemple d'une manière telle que décrite dans le brevet sméricain N0 3.207.833. Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à lthomme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans que l'on s1 écarte pour cela du cadre de 11 invention. - REVENDICA'PIOmS 1.- Procédé pour définir une cavité de moulage en vue de la formation d'une tête sur un corps tubulaire préformé, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en place avec un jeu appréciable,ledit corps tubulaire sur un élément de moulage mâle, à introduire ledit corps tubulaire et ledit élément de moulage mâle dans un élément de moulage femelle et à établir un joint étanche entre ledit élément de moulage mâle, une extrémité dudit corps tubulaire et ledit élément de moulage femelle, pour définir ladite cavité de moulage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on obtient ledit joint étanche en épanouissant la périphérie d'une rondelle conique montée sur ledit élément de moulage mâle. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé entre que, lors de la mise en place dudit corps tubulaire sur ledit élément de moulage mâle, on lubrifie la surface de ce dernier. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on lubrifie ladite surface de l'élément de moulage mslae en provoquant un écoulement d'air entre la surface précitée et la surface intérieure dudit corps tubulaire préformé. 5.- Procédé pour mouler une tête sur un corps tubulaire préformé, dans lequel on définit une cavité de moulage conforme à ladite tête, tout en introduisant une extrémité dudit corps tubulaire dans ladite cavité, après quoi on introduit dans cette dernière une matière plastifiable fondue, caractérisée en ce qu'on définit ladite cavité de moulage selon le procédé suivant une des revendications 1, 2, 3 et 4. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de moulage femelle, un élément de moulage mâle dépla çable par rapport audit élément femelle de manière à permettre d'amener ces deux éléments de moulage vers une position fermée, des moyens épanouissables pour établir un joint étanche entre 1'élément de moulage mâle, une extrémité dudit corps tubulaire qui est maintenu avec jeu sur ledit élément de moulage mâle, et ledit élément de moulage femelle, ce joint étanche contribuant à définir une cavité de moulage lorsque lesdits éléments de moulage sont amenés dans ladite position fermée, des moyens pour maintenir les éléments de moulage dans la position fermée, et des moyens pour introduire de la matière thermoplastique fondue dans ladite cavité de moulage afin de former ladite tête sur ledit corps tubulaire. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens épanouissables sont constitués par une rondelle conique dont la périphérie peut être épanouie et qui est montée sur ledit élément de moulage femelle. 8.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour lubrifier au moins une partie de la surface dudit élément de moulage mâle, pendant la mise en place dudit corps tubulaire préformé sur ledit élément de moulage mâle. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de lubrification comportent une source d'air comprimé, ce dernier s'écoulant entre la surface dudit élément de moulage mâle et la surface intérieure dudit corps tubulaire préformé. 10.- Récipient comprenant un corps tubulaire et une tête moulée sur ce dernier, caractérisé en ce que la tête est produite par le procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5. 11.- Récipient comprenant un corps tubulaire et une tête moulée sur ce dernier, caractérisé en ce que ladite tête est formée au moyen du dispositif selon l'une des revendications 6, 7, 8 et 9.