Brevet FR2155812A1 — publié le 19730525

Il est connu de fabriquer des articles creux à parois minces, à partir de tubes de verre froids, ceux-ci ayant été préalablement obtenus dans une verrerie. Cette opération est réalisée sur des machines spéciales, en utilisant des tubes de verre de diamètre et épaisseur déterminés qui, après chauffage, formage, étirage et sectionnement, permet d'obtenir des articles creux, de forme cylindrique ou conique exclusivement, à parois minces, utilisés plus particulièrement comme contenant par l'industrie pharmaceutique. Il est connu de former des articles en verre creux à partir de une ou plusieurs gouttes (gobs) de verre ou matière thermo-plastique, sectionnés et moules individuellement par soufflage ou par dépression. Le principe de ces différentes opérations correspond à un cycle discontinu, commençant nécessairement par une phase de sectionnement de la matière première nécessaire au formage de la pièce. Pour le premier cas cité de la fabrication des ampoules et flacons à partir de canne de verre, ce procédé de fabrication implique une manutention importante de la matière première utilisée avant l'obtention du produit fini et, par là-même, l'impossibilité matérielle de garantir la stérilité de l'article, condition indispensable à son emploi dans l'industrie pharmaceutique. La présente invention se rapporte à une méthode et un appareillage#auto- matique, permettant:le formage d'articles creux à parois minces d'une forme quelconque, à partir d'un tube continu de verre ou matière thermoplastique à l'état pâteux, de réaliser le processus de mise en forme de plusieurs articles sans utilisation préalable d'un outil ou appareil quelconque de sectionnement; d'où son application prévue directement dans la verrerie spécialisée ou par les transformateurs de matière thermo-plastique. L'originalité de la présente invention réside dans le fait qu'elle permet de réaliser le formage à partir d'un tube continu de verre ou matière tLermo-plastîque à l'état pâteux d'une longueur non limitative, pour autant que les paramètrestempcrature et viscosité de ce tube soient compatibles avec les conditions normales de mise en forme. Les différents avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après, prenant pour exemple le formage d'ampoules pharmaceutiques en verre, type deux pointes, de forme hexagonale, et en se référant aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en coupe schimatique longitudinale de l'appareillage de fo ma(e des articles. La figure 2 est une vue en plan schématique du même appareillage. La figure 3 est une demi-coupe ÂÂ de la figure 2, représentant le dispositif d'avance cortinue de liappareillage et le système de transformation de ce mouvement à échelle agrandie. La figure 4 représente un modèle de moule permettant d'obtenir des articles creux de forme hexagonale. La figure 5 représente un modèle d'anneaux de serrage similaire à un moule, permettant d'obtenir des articles creux de forme cylindrique. Cette invention exécute toutes les fonctions exigées pour le formage d'articles creux à parois minces, par exemple du genre ampoules pharmaceutiques en verre, type deux pointes, de forme hexagonale. L'appareillage se compose d'un train de moules t qui avancent sur un circuit compos de deux sections droites et de deux raccordements semi-circulaires. Les moules t réalisés en deux parties symétriques par rapport à l'axe longitudinal sont mobiles sur l'axe 2, fixés sur une tige 3, et solidaires entre eux par des biellettes articulées 4 réalisant un parall6logramme déformant. Les articulations extérieures, par rapport à l'axe d'avance de ces parallelogrammes, sont montées sur des axes 5 munis de roulements 6. Ces derniers servent à positionner les moules 1 par l'intermédiaire de guides 7 réglables, grâce à un dispositif 8, de part et d'autre de l'axe d'avance. Selon la position des guides 7 dans les parties droites du circuit, l'écartement des axes 5 et roulements 6 peut varier et, par là-même, l'entre axes des moules 1 entre eux. De ce fait, on obtient la possibilité de resserrer ou desserrer les moules 1 entre eux en un point quelconque des deux sections droites. Les roulements 8 et 9, montés en bout de la tige 3 et circulant dans une rainure du bâti 10 et dans un chemin de roulement Il, servent à guider avec plus de sûreté le train de moules et à lui éviter au maximum les vibrations. L'ensemble est entrainé par deux pignons 12, mis en action par un moto-variateur-réducteur approprié et par l'intermédiaire d'une transmission mécanique, qui s'encastrent sur les tiges 3 supports de moules, dans les deux parties semi-circulaires. Les moules 1 considérés dans cette description correspondent au modèle de la figure 4. Ils sont de forme : hexagonale dans la partie formant le corps de l'article à réaliser, cylindrique dans chaque extrémité, des parties de raccordement 13 étant prévues ainsi que des trous évents 14 disposés sur les arêtes de l'hexagone. Dans l'axe des moules 1 et sur la partie supérieure de ceux-ci est fixé un galet 15 solidaire du moule par l'intermédiaire d'un axe 16. Ce galet 15 sert à maintenir la position ouverture ou fermeture du demimoule supérieur, grâce à un guide 17 réglable et fixé sur le bâti 19 par des supports 18. Les bâtis 10 et 19 sont rendus solidaires entre eux par des entretoises situées dans les parties extérieures au rayon de giration des pignons 12, et par des renforts 20 dans ces parties. Le principe du mouvement ayant été déterminé, il faut se reporter aux figures 1 et 2 pour suivre le procédé de formage de l'article à obtenir. Pour une meilleure compréhension, les différentes phases d'évolution sont indiquées sur la figure 2 : préhension, formage du corps, formage des pointes par étirage, refroidissement, sectionnement, fermeture et déchargement. L'alimentation en tube de verre 21 peut être effectuée, en continu, à partir de la pièce de coulée d'un four de verrerie. Le tube 21 correspond aux diamètre, épaisseur et température nécessaires au bon fonctionnement du processus, le diamètre extérieur étant sensiblement le même que celui de l'entrée du moule. L'appareillage étant en fonctionnement, les moules 1 se trouvent ouverts, dans la zone de préhension, par l'intermédiaire des galets 15 et guides 17. L'écartement des axes 5 est réglé de façon que les moules 1 soient en contact entre eux au point de préhension du tube 21 par la partie inférieure du moule,l'appareillage étant dans un plan légèrement incliné par rapport à l'axe d'étirage du tube. Par un dispositif contraire à celui ci-dessus indiqué, la partie supérieure des moules 1 est alors refermée sur le tube 21, et maintenue dans cette position. Le moule passe alors dans une chambre 22 dont l'entrée et la sortie ont une forme qui correspond sensiblement à sa forme extérieure. La partie centrale plus évasée de la chambre permet de réaliser un vide continu, grâce à un dispositif autonome, par l'intermédiaire de tubes 23. Les moules situés à l'entrée et à la sortie de la chambre servent à assurer une étanchéité suffisante. Le tube 21 de verre à l'état pâteux, maintenu par les extrémités 13 du moule, vient épouser la forme intérieure de celui-ci sous l'action du vide transmise par les trous évents 14. La masse de verre comprise entre les extrémités 13 du moule étant restée la même qu'avant l'opération, l'article a donc la forme et l'épaisseur désirée du corps. Â la sortie de la chambre 22, les moules étant toujours maintenus fermés, un rétrécissement de l'écartement des guides 7 agit sur les axes 5 et provoque, par augmentation de l'entre axes des deux moules, un étirage de la masse de verre enserrée dans l'extrémité 13 avant du moule sortant et arrière du moule sorti et, de ce fait, l'amincissement de l'épaisseur, et la réduction en diamètre du tube de verre 21. Une zone de la section droite d'une longueur déterminée permet le refroidissement naturel ou artificiel de l'article avant le sectionnement. Les moules 1 contenant les articles formés, refroidis et liés entre eux par une partie cylindrique de faible diamètre, passent sous un dispositif de sectionnement à chaud, composé d'un ou plusieurs chalumeaux 24, réglables en hauteur sur un support 25, celui-ci coulissant dans des lumières pratiquées dans les châssis 10 et 19. Le mouvement alternatif de levée et descente des chalumeaux 24 est commandé par une came 26, agissant sur l'extrémité inférieure du support 25, entrainée mécaniquement par pignons de renvoi 27, l'ensemble du mouvement étant synchronisé avec le passage des moules. A l'instant où la flamme du chalumeau entre en contact avec le tube de verre reliant les articles emprisonnés dans les moules, un nouveau rétrécissement de l'écartement des guides 7 provoque un léger étirage de la partie chauffée. Cet étirage conjugué avec l'action des chalumeaux 24 provoque la séparation et la fermeture par soudage des extrémités des articles formes. Par l'intermédiaire des guides 17 et galets 16, la partie supérieure des moules est alors ouverte afin de permettre le refroidissement final avant déchargement dans une goulotte 28, tangente à la pointe de l'article et courbe de façon à échapper rapidement à la zone décrite par le passage des moules. L'article creux ainsi obtenu est donc étanche et son atmosphère interne stérile : l'air servant au soufflage du tube ayant été rendu, au contact du verre, à 8000C environ. Le principe reste identique avec des anneaux de serrage suivant modèle représenté par la figure 5, le formage cylindrique du corps étant alors effectué par la seule dépression réalisée autour du tube 21 enserré dans les extrémités 13. Par cette méthode et avec cet appareillage, peuvent être réalisables tous les articles creux en verre, à parois minces symétriques à l'axe longitudinal, la forme et les dimensions des moules étant seules modifiées. Elle est également applicable pour des articles creux en matière thermo-plastique répondant aux mêmes critères. Sur l'appareillage de base mentionné dans cette description, peuvent se greffer des installations annexes tendant à l'améliorer - dispositif de régulation automatique de la vitesse de l'appareillage, en fonction du poids de produit ou du diamètre du tube servant à l'alimentation. - régulation automatique de la dépression créée dans la chambre, en fonction de la forme ou du diamètre extrieur de l'article réalisé. - dispositif de réchauffage des moules avant préhension du tube. - dispositif mécanique de refroidissement. - dispositif de graissage automatique des moules et articulations. REvENpIcATIONS 1 - Procédé de formage d'articles creux à parois minces et d'une forme quelconque, à partir de tube de verre ru de matière thermo- plas- tique à l'état pâteux, et qui permet de réaliser en continu le processus de mise en forme de plusieurs articles étanches et stériles, sans interposition d'un outil ou appareil quelconcue de sectionnement. 2 - Appareillage selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un train de moules ou d'anneaux de serrage à ouverture et fermeture commandées mécaniquement, qui permet de prendre en charge, en continu, un tube de verre ou de matière thermo-plastique à l'état pâteux. 3 - Appareillage selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le formage des articles creux s'effectue en continu par l'action du vide créé dans une chambre où progressent les moules ou anneaux de serrage. 4 - Appareillage selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen employé pour réaliser l'étirage de la matière première consiste à pouvoir varier, en continu, l'entre axe des moules ou anneaux de serrage par modification de la forme d'un parallélograwmp Osticulé de ponction.