Brevet FR2125275A1 — publié le 19720929

l'invention concerne un procédé et un dispositif pour former un bourrelet retourné sur le bord d'un récipient ouvert en haut pendant le formage de celui-ci à partir d'une feuille thermoplastique . 5 On connaît des récipients fabriqués à partir de feuilles avec des bords rabattus, ces bords servant à renforcer le récipient contre les charges de pression latérales. L'épaisseur de ces bords rabattus est le plus souvent égale à l'épaisseur de la feuille employée pour fabriquer le réciriient. En conséquence, le renforcement 10 du bord du godet contre les charges de uression.latérales n'est pas très grand et les bords rabattus se rompent souvent sous de telles charges. Suivant l'invention, un bourrelet est façonné sur le bord d'un récipient, narticulièrement un godet conique ou de forme 15 analogue, en matériau thermoplastique, et ce bourrelet résiste à des charges de pression beaucoup plus grandes que les bords rabattus connus. Ce nroblème est résolu suivant l'invention parce que, pendant le formage du récipient^ des pressions bilatérales sont exercées sur la région de bordure supérieure du récipient, le ma-20 tériau thermoplastique ainsi pressé et empêché de s'échapper vers le haut et en direction radiale vers l'extérieur produit un épais-sissement de la feuille, et la feuille, au bord extérieur de 1'épaississement, est tirée avec allongement vers le bas et ensuite est coupée à cette place. 25 Pendant le refoulement du matériau pressé au bord supérieur du récipient, un épaississement est d'abord produit dans l'état encore plastique du matériau ; cet épaississement est ensuite étiré et il fest séparé à l'état étiré du reste de la feuille. Par suite du refroidissement partiel intervenu entre temps., 1* élasticité pro-30 pre de 1'épaississement a été assez grande pour que celui-ci se contracte sur toute la section en un bourrelet, qui s'étend vers l'extérieur et vers le bas et dont l'épaisseur est plus grande que l'épaisseur de la feuille employée pour la fabrication. En particulier, ce procédé est applicable avantageusement lors 35 de la fabrication d'un récipient en forme de godet tronconique avec des parois inclinées et une épaisseur de paroi de préférence constante. Un tel godet est beaucoup plus stable, et en même temps plus simple et moins cher à fabriquer que les godets ou les récipients connus avec des bords rabattus, en forme de rebords plats 40 ou incurvés. Le matériau étant pressé dans 1'épaississement, qui 72 00455 2 2125275 forme le bourrelet, la dépense de matériau n'est pas pratiquement plus grande que pour les configurations du bord connues, les bords rabattus connus sont le plus souvent façonnés eux-mêmes après la fabrication du récipient. Cette opération supplémentaire disparait 5 avec le procédé conforme à l'invention, car le bourrelet peut être façonné immédiatement pendant la fabrication du godet. Dans ce but un seul outil de formage est nécessaire, de sorte que les frais de machines peuvent aussi être abaissés. Le côté tourné vers le bas du bourrelet produit par l'épaissis-10 sement, après que la feuille a été coupée, peut, alors qu'il se trouve encore à l'état légèrement plastique, être refoulé sous une forme quelconque à l'aide d'un outil approprié. Par suite de ce formage la rigidité du bourrelet est encore augmentée. Un dispositif, qui convient pour réaliser le procédé conforme 15 à l'invention est, suivant une autre disposition de l'invention, caractérisé par une moitié inférieure du moule, qui prend place sur l'extérieur de la région supérieure de la paroi du récipient et forme en même temps la matrice de l'outil pour le formage de tout le récipient ou du godet ; une moitié supérieure de moule dépla-20 çable en direction axiale par rapport à la moitié inférieure du moule, la moitié supérieure du moule prenant place sur l'intérieur de la région supérieure de la paroi du godet, cette moitié supérieure de moule constituant voûte au-dessus du bord supérieur de la moitié inférieure du moule et présentant une échancrureouverte 25 vers le bas ; un couteau fixe avec un bord tranchant disposé sur Hé côté extérieur de la moitié inférieure du moule jet un couteau avec un bord tranchant, disposé sur le côté extérieur de la motié supérieure du moule et mobile en direction axiale, le bord tranchant de la lame de couteau fixe et le bord extérieur de la moitié su-30 périeure du moule, formant dans la position la plus rapprochée une ouverture de coupe dont la hauteur est plus grande que l'épaisseur de la feuille employée comme matériel de départ. La réalisation du récipient elle-même peut avoir lieu d'une manière connue par emboutissage de la feuille encastrée dans un 35 moule matrice et ensuite par l'application de surpression, ou de dépression pour appliquer intimement la feuille ramollie par la chaleur contre la matrice. Ce processus n'a cependant qu'une relation indirecte avec le procédé suivant l'invention et il ne sera donc pas décrit plus en détail. 40 Pour réaliser convenablement le formage du bourrelet, on peut, 72 00455 3 2125275 de préférence entre l'ouverture de coupe et le dessus du couteau fixe, à neu près en direction axiale de la partie courante du flanc extérieur du demi moule inférieur dans -position la plus rapprochée du couteau fixe et du demi-moule supérieur, ménager une 5 chambre, dont la diemension radiale est plus grande que l'épaisseur de la feuille. Etant donné la forme appropriée de cette ouverture de coupe et de la chambre, qui se trouve derrière il est possible, de produire d'abord un épaississement du matériau thermoplastique pressé entre les moitiés de moule et ensuite d'allonger vers le 10 bas cet épaississement à l'intérieur de la chambre par un mouvement vers le bas du couteau mob'ile jusqu'à ce que les bords tranchants des deux couteaux séparent le reste de la feuille au voisinage de 1*épaississement. Alors la surface extérieure et supérieure de 1'épaississement vient seule en contact avec un outil, tandis que 15 la surface intérieure et inférieure de 1'épaississement ne vient en contact avec aucune sorte d'outil étant donné que la section de la surface extérieure de la moitié inférieure du moule va dans une direction axiale. Après la séparation, 1'épaississement, par suite de son élasticité interne, tend même à se limiter autant que possi-20 ble à l'intérieur de la surface venant au contact du couteau mobile, tandis que les parties de surface qui ne viennent -en contact avec aucune sorte d'outil tendent à se contracter en une section à peu près ronde. La forme finale du bourrelet peut cependant être obtenue telle 25 désirée, à l'état encore plastique, avec un outil à refouler approprié, le couteau fixe étant de préférence déplaçable en direction axiale sur le côté extérieur de la moitié inférieure du moule vers là découpe de la feuille, et son côté supérieur voisin du bord tranchant étant réalisé comme outil à refouler avec une forme 30 déterminée, particulièrement appropriée à la forme désirée pour le godet. Le couteau fixe est, sans doute, pour ce mode de réalisation, effectivement fixe pendant le formage du bourrelet, mais il peut ensuite être déplacé dans la direction axiale. Pour renforcer encore le bord du récipient ou du godet, on 35 peut, suivant une autre disposition de l'invention, réaliser recourbée vers l'intérieur la surface qui appartient à la moitié supérieure du moule, près de son extrémité inférieure,et «jiiseplace sur le côté intérieur de la région supérieure de la paroi du godet. Par suitejun peu du matériau de la feuille est aussi pressé vers le 40 bas, de sorte qu'un épaississement annulaire se produit à l'extrémité 72 00455 4 2125275 inférieure de la région supérieure de la paroi, portant le bourrelet, du réservoir ou du godet. Cet épaississement contribue également au renforcement contre les efforts de pression radiaux, l'invention sera décrite plus en détail en se référant aux 5 figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs : Les figures 1 à 6 forment une séquence montrant les phases successives de l'application du procédé selon l'invention, en coupes partielles axiales. La figure 7 est une coupe axiale (moitié gauche) et une vue 10 latérale (moitié droite) d'un gobelet avec bourrelet en forme^ suivant le procédé selon l'invention. Les figures 8 à 12 sont des détails en coupe à travers les régions de paroi supérieures du gobelet en feuille thermoplastique avec diverses formes de réalisation de bourrelet en forme. 15 Les mêmes pièces ou des pièces correspondantes sont munies des mêmes chiffres de référence dans toutes les figures. La figure 1 montre une feuille 18 en matériau thermoplastique, dressée d'une manière quelconque, qui a été portée à la température nécessaire pour le foymage d'un récipient, qui est passée ensuite entre une 20 moitié inférieure du moule 22, un poinçon 15, une moitié supérieure du moule 14 et un couteau 13» sans toucher ces pièces. Comme connu dans les procédés de formage en usage, le poinçon 15 (figure 2) étire le matériau et fait, comme montré en 18', une paroi plus mince dans la direction du fond (non représenté) du creux 19 de la 25 moitié inférieure du moule 22. Avec une vitesse convenablement choisie la moitié supérieure du moule 14 est abaissée dans la direction de la moitié inférieure du moule, jusqu'à ce qu'elle presse avec sa surface conique 17 le matériau contre la paroi conique de la partie supérieure du creux 19 (figure 3). La pression exercée 30 par la surface 17 fait qu'une partie du matériau de la feuille s'écoule par-dessus le bord supérieur 20 de la moitié inférieure du moule dans la direction de la flèche, c'est-à-dire à la place, où. l'échancrure annulaire 16 dans la moitié de moule 14 conduit le matériau dans la région où le bourrelet sera formé, qui se trouve 35 entre le bord 20 de la moitié de moule 22 et le bord extérieur 21' de la moitié de moule 14» de sorte qu'un épaississement de la feuille se produit dans cette région. En même temps, la moitié supérieure du moule avec sa surface conique 17 provoque un refroidissement du matériau et empêche qu'il soit encore étiré, 1'épaississement an-40 nulaire 18" (figure 3) est alors formé ; celui-ci représente un 72 00455 5 2125275 renforcement particulier contre les efforts en direction radiale sur les parois latérales du récipient. L'étirage et le découpage du bord ont lieu ensuite, ce qui peut aussi avoir.lieu avant le moment où est produite la surpression ou la dépression, avec 5 laquelle l'application de la feuille sur la paroi latérale et le fond du moule est obtenue. Le couteau 13 avec le tranchant 13' exerce une traction dans la direction de la flèche (figure 4), dans la hauteur de l'ouverture de découpe 21 - 21', qui en tout cas est supérieure à l'épaisseur de la feuille 18. 10 Gomme on le voit d'après la figure 4» la surface intérieure 24 de 1'épaississement, qui forme plus tard le côté intérieur du bourrelet, ne vient pas en contact avec des parties métalliques. Pen— dant que le couteau 13 poursuit son mouvement, il coopère-avec le couteau fixe 22' à bord tranchant 21, la séparation du récipient 15 du reste de la feuille, et la partie inférieure de 1'épaississement (figure 5), qui n'est soumise à aucune action d'étirage, revient vers le haut, de sorte que 1'épaississement se contracte pour former le bourrelet désiré. Il faut remarquer que la surface extérieure 23 de l'épaissis-20 sement, qui, même pour un temps très court, est venue en contact avec le couteau 13, tend à garder un profil rectiligne, tandis que la surface intérieure 24, qui n'est pas venue au contact avec les pièces métalliques, laisse au matériau la possibilité de se contracter librement. Le matériau tend pir suite à former le bourre-25 let, prend sur la surface intérieure du bourrelet une forme incurvée et en même temps tire sur la région de l'arête inférieure du bourrelet. Dès que le poinçon 15, la moitié supérieure du moule 14 et le couteau 13 ont été relevés, le récipient peut être éjecté hors 30 a.u moule. Pour faire mieux comprendre les figures 1 à 6, la figure 7 montre un récipient terminé en forme de gobelet avec la paroi latérale 26, des mesures 27 pour renforcer le fond et en particulier des rainures 25 pour renforcer sa partie supérieure, qui est coni-35 que de façon déterminée, avec bourrelet de section pleine, qui sont essentiellement identiques aux parties correspondantes de la figure 6.Un détail est répété dans les figures 8 à 12 selon diverses formes de réalisation : la configuration des bords 28, 29» 30, 31, 32 dépend alors manifestement directement chaque fois de la 40 forme du ^outeau utilisé en tant qu« outil à refouler 22', ces 72 00455 6 2125275 diverses formes ne sont pas montrées dans les figures, mais elles sont familières au spécialiste, car elles sont faciles à déduire de la forme définitive du bourrelet. 72 00455 7 2125275 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour former un bourrelet retourné sur le bord d'un récipient pendant le formage de celui-ci à partir d'une feuille thermoplastique, caractérisé en ce que des pressions bilatérales 5 sont exercées sur la région supérieure de la paroi du récipient, que le matériau thermoplastique pressé et empêché de s'échapper vers le haut et en direction radiale vers l'extérieur forme un épaississement de la feuille et que la feuille au bord extérieur de l'épais-sisement est tirée vers le bas avec allongement et découpée ensuite 10 à cette place. 2.- Procédé selon la-revendication 1, caractérisé en ce que la face inférieure du bourrelet formé par 1'épaississement est, après le découpage de la feuille,repoussée. 3.- Dispositif pour appliquer le procédé selon la revendica-15 tion 1 ou 2, caractérisé par une moitié inférieure de moule 22, qui prend place autour de la région supérieure de la paroi du récipient, une moitié supérieure de moule 14 déplaçable en direction axiale par rapport à la moitié inférieure de moule, cette moitié supérieure de moule prenant place dedans la région supérieure de 20 la paroi du récipient, la moitié supérieure du aoule 14 constituant voûte au-dessus du bord supérieur 20 de la moitié inférieure de moule 22 et présentant une échancrure ouverte vers le bas 16, un couteau fixe 22' avec un bord tranchant 21 disposé sur le côté extérieur de la moitié inférieure de moule 22, et un couteau 13 avec 25 un bord tranchant 13' mobile en direction axiale disposé sur le côté extérieur de la moitié supérieure du moule, le tranchant 21 du couteau fixe 22' et le bord extérieur 21' de la moitié supérieure du moule 14, dans la position la plus rapprochée,formant une ouverture de découpe dont la hauteur est supérieure à l'épaisseur de 30 la feuille 18. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, entre l'ouverture de coupe 21, 21 * et le dessus du couteau fixe 22', à peu près en direction axiale de la partie courante du flanc extérieur du demi-moule inférieur 22 dans la position la 35 plus rapprochée du couteau fixe 22' et du demi-moule supérieur 14, est ménagée une chambre dont la dimension radiale est plus grande que l'épaisseur de la feuille 18. 5.- Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le couteau fixe 22' est déplaçable dans la direction axiale après découpage de la feuille 18 et que son côté supérieur voisin 4U du bord tranchant a la forme d'un outil à refouler. 72 00455 8 2125275 6.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que la surface 17 du demi-moule supérieur 14 près de son extrémité intérieure est concave. 7.- Récipient de révolution, fabriqué à partir d'une feuille 5 de matière thermoplastique, caractérisé en ce que la région supérieure de sa paroi est d'épaisseur constante et porte au "bord un bourrelet retourné 28 - 32 de section pleine, dont l'épaisseur est plus grande que l'épaisseur de la feuille employée pour la fabrication 18. 10 8.- Récipient selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé, d'une manière connue en elle-même, comme un gobelet en forme de tronc de cène inversé avec des parois inclinées 25 - 26. 9.- Récipient selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par un épaississement annulaire 18" en bas de la région supérieure de 15 paroi, qui porte le bourrelet 28 - 32.