Brevet FR2391056A1 — publié le 19781215

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la fabrication par moulage, et plus particulièrement par moulage avec soufflage, d'un ensemble constitué, d'une part, d'un récipient en matière thermoplastique destiné à contenir des liquides, tel qutune bouteille de lait, de vin, d'eau minérale ou analogue et, d'autre part, d'une capsule destinée è obturer le récipient. De tels ensembles sont généralement prévus pour entre Jetés après un usage unique ; de ce fait, leur prix de revient doit être aussi bas que possible.Il est connu de fabriquer séparément de tels récipients et leurs capsules, mais ces fabrications distinctes conduisent i la formation de déchets en quantités assez importantes, ce qui nuit au prix de revient des #cipients et de leurs capsules. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé et un dispositif permettant de fabriquer simultanément un récipient et sa capsule de façon å réaliser une économie de matière et une dconomie de main d'oeuvre au cours de la fabrication, ainsi qu'une simplification de l'approvisionnement des capsules pour les récipients. La plupart des récipients du genre bouteille de lait sont fabriques par moulage avec soufflage å partir d'untube extrudé. L'appareil découpe, sur ce tube, une longueur appropriée qui constitue la paraison destinée å former le récipient. Un procédé de ce genre est décrit par exemple dans le brevet fran çais n0 1 251 065. L'invention concerne un procédé de fabrication par moulage avec soufflage d'un récipient en matière thermoplastique caractérisé en ce qu' partir d'une seule paraison, on moule simultan#ment, en une opération, un récipient et une capsule de bouchage du récipient. Dans un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on forme par soufflage un corps creux comprenant à la fois le récipient et la capsule, cette capsule constituant une partie du corps creux située au voisinage de l'ouverture du récipient è laquelle elle est relise par une zone de la paraison, l'air de soufflage étant introduit å travers cette zone dans le corps creux au moyen d'une aiguille de soufflage et cette zone étant enlevée par découpe après refroidissement du corps creux On réalise ainsi le récipient et la capsule, en une seule opération, qui n'est pas plus longue que celle nécessaire pour la formation du seul récipient. Dans un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, la capsule est formée par moulage sous pression, en meme temps que le récipient est formé par moulage avec soufflage, en utilisant la carotte située sous le fond du récipient comme matière pour mouler la capsule. Dans ces conditions, on réalise une économie supplémentaire de matière non négligeable. L'invention a également pour obJet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comportant un moule en deux demi-moules, organisés pour être rapprochés et renfermer une paraison moulable, chacun des demi-moules comportant une partie prévue pour mouler le récipient et une partie prévue pour mouler la capsule. Dans une forme de réalisation du dispositif, le moule constitue une cavité fermée comprenant l'empreinte à la fois du récipient et de la capsule, avec des moyens pour pincer la paraison ses deux extrémités ; un des demi-moules comporte è travers sa paroi une aiguille de soufflage prévue pour perforer la paraison et introduire à l'intérieur de celle-ci l'air de soufflage pour le moulage, dans une zone de la paraison située entre la partie prévue pour mouler le récipient et la partie prévue pour mouler la capsule. Dans une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, le moule présente une ouverture d'un cSté correspondant à l'orifice du récipient, des moyens étant prévus pour introduire l'air de soufflage par cette ouverture dans une extrémité de la paraison, et les demi-moules sont organisés pour pincer l'autre extrémité de la paraison, en vue d'obturer celle-ci avec formation d'une carotte, les parties des demi-moules prévues pour le moulage de la capsule étant disposées pour venir mouler une capsule par moulage sous pression de la matière prévue pour constituer la carotte. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée A titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en élévation schématique de la partie supérieure d'une bouteille avec sa capsule, réalisée conformément å un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe axiale de la partie inférieure d'un moulé selon un autre mode de réalisation de l'invention (en supposant la bouteille verticale), le moule étant en position fermée. Le dispositif illustré figure 1 est constitué de deux demi-moules qui comprennent à la fois l'empreinte du récipient è fabriquer et l'empreinte d'une capsule de bouchage, cette dernière étant séparée de quelques millimètres du col du récipient. L'opération est réalisée par introduction, dans le moule, d'une paraison de matière thermoplastique è une température suffisante pour que cette paraison puisse être déformée plastiquement ; une aiguille de soufflage est introduite dans la zone de la paraison comprise entre le col du récipient et la capsule de bouchage. Le moulage est alors effectué de la manière connue, par insufflation à l'intérieur de la paraison, au moyen de l'aiguille de soufflage, d'un gaz tel que de l'air.Après formation du récipient et de sa capsule, on sépare les carottes de moulage situées à la partie supérieure de la capsule et à la partie inférieure du récipient, par coupage ou par arrachage, et on sectionne la partie de la paraison comprise entre la capsule et le col du récipient. La capsule ainsi obtenue a une épaisseur généralement faible, de même ordre de grandeur que celle du récipient. Une telle capsule légère convient particulièrement pour le bouchage de récipients jetés après usage. Sur la figure 1, on a représenté en 1 la partie supérieure d'une bouteille, avec son col 2. La capsule est représentée en 3 avec la carotte supérieure 4. On a représenté de façon schématique l'aiguille de soufflage 5, introduite dans la zone de la paraison 6. comprise entre le col 2 de la bouteille et la capsule 3. les plans AA' et BB' représentent respectivement les plans de sectionnement de la partie de la paraison 6, de la capsule 3 et du col 2. Cette partie' doit être de dimension aussi réduite que possible. On a représenté en trait interrompu le plan de joint du moule entre les deux demi-moules, qui peuvent être constitués chacun d\me ou plusieurs pièces. L'un des demi-moules comporte un orifice approprié pour le passage de l'aiguille de soufflage. Des éventa sont prévus de la façon habituelle dans les demi-moules. Les formes de la capsule et du col peuvent être dessinés, comme représenté à titre d'exemple, #pour une fermeture par vissage. Il est bien entendu que tout autre type de fermeture, par coIncement ou frottement,peut être réalisé. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, le dispositif est constitué d'un ensemble comprenant un appareil dtextrusion- soufflage dont seule la partie inférieure est représentée et dans lequel le récipient est formé et un appareil de moulage dans lequel la capsule est formée ; l'appareil de moulage est situé au voisinage de l'une des extrémités de la paraison du corps creux en cours de fabrication.Cet ensemble comprend un moule constitué de deux éléments, l'un male, l'autre femelle, mobiles l'un par rapport X 11 autre. L'extrémité de la paraison d mouler est introduite entre les deux éléments du moule en position écartée, puis le moule est fermé ; le moule est ensuite ouvert, afin de dégager la pièce moulée et le cycle est répété. L'appareil du moulage de capsules comprend deux éléments 11 et 12 placés chacun respectivement au-dessous de ltune des deux coquilles 13 et 14 de la partie du moule prévue pour le moulage du récipient, ces éléments 11 et 12 étant respectivement solidaires des deux coquilles 13 et 14. L'élément 11 est constitué d'une pièce 15, percée d'un logement cylindrique pour recevoir une pièce 16. La circonférence du trou constituant le logement de la pièce 16 est usinée en forme de couteau 17. La pièce comporte une cavité en forme de matrice aux eotes extérieures de la capsule. Elle se déplace latéralement entre deux butées 19 et 20 sous l'action de l'air compri mé distribué par une électrovanne à deux voies dans la chambre 21 (l'admission d'air se fait par l'orifice tangentiel 22). Cette pièce 16 est refroidie intérieurement par une circulation d'eau appropriée, au moyen des réfrigérants en doigt de gant représentés en 36 et 57. L'élément 12 est constitué d'une pièce 25 perte d'un logement cylindri- que pour recevoir une pièce 26, La circonférence du trou constituant ce logement est usinée en forme de couteau 27. En position "moule fermé", ce couteau vient s'appliquer contre le couteau 17 et permet de découper la capsule dans la paraison. Ia pièce 26 est un poinçon ayant la forme et les cotes intérieu- res de la capsule à fabriquer , celle-ci est donc forez par compressinn de la paraison entre la matrice 16 et le poinçon 26. Ce poinçon se déplace latérale- ment entre deux butées 28 et 29, ménagées dans la pièce 25.Ce déplacement a lieu sous l'action de l'air comprimé distribué par l'éîectrovanne à deux voies dans la chambre 30 (l'admission d'air se fait par un orifice tangentiel 31). Le poinçon cylindrique 26 est percé pour ménager un logement pour un éjecteur 32, refroidi par le réfrigérant 57. Son mouvement est assuré par une tige de poussée 33, elle-mkme sollicitée lors de l'ouverture du moule par appui sur une butée 34 convenablement disposée sur la machine. fie retour de l'éjecteur est assuré par un ressort de rappel 35. 'les éléments ll et 12 sont mouftés sur le plateau porte#mou1es par l'intermédiaire de glissières qui permettent leur déplacement de haut en bas, ce qui provoque l'arrachage de la carotte du fond de la bouteille lors du décarottage. Ce déplacement est assuré par des vérins à double effet. Des trous taraudés 23 > 24 peuvent astre prévus sur les pièces 15 et 25 pour la fixation des tiges des vérins. En dehors de l'opération de décarottage elle-même, les deux éléments du dispositif sont donc plaqués sur le fond du moule par l'effet des vérins. Le dispositif fonctionne de la façon suivante : Phase I Le moule est ouvert. La paraison descend entre les deux demi-coquilles. La pièce 16 est en butée avant sous L'action de l'air injecté dans la chambre 21. la surface arrière de la pièce 16 est de dimension telle que la poussée obtenue avec de l'air sous une pression de 4 à 6 bars soit par exemple de l'ordre de 100 à 150 kg. Le poinçon 26 et l'éjecteur 32 sont en butée avant depuis la fin du cycle précédent. Phase II Le moule se referme. La paraison est emprisonnée et comprimée dans l'es- pace compris entre la pièce 16 et la pièce 26, qui a reculé avec l'éjecteur 32 pendant la fermeture du moule sous ltaction du ressort de rappel. La chambre 30 est a' l'évent, tandis que l'air sous pression contenu dans la chambre 21 maintient la compression de la matière, et absorbe les fluctuations dtdpais- seur de la paraison, dues par exemple à des variations de fluage. Phase III Décarottage. Après un temps de refroidissement suffisant, l'ensemble du dispositif descend dans ses glissières sous l'action des vérins en arrachant l'ensemble capsule/déchet, de la soudure de fond de bouteille. Après remontée du dispositif sous le moule, l'air est admis dans la chambre 30 tandis que la chambre 21 est mise à ltévent. La surface arrière de la pièce 26 doit être telle que la poussée provoquée par une pression de 4 A 6 bars soit de l'ordre de 100 à 150 kg. La pièce 26, avançant, arrache la capsule du déchet le long de la circonférence de découpage (couteau 17 et 27). la pièce 16 recule jusqu'à moitié de sa course environ. Phase IV éjection de la capsule. Le moule s'ouvre. L'air est à nouveau admis dans la chambre 21 et mis à ltevent dans la chambre 30. Le déchet tombe, tandis que la capsule reste accrochée sur la pièce ?6 qui recule avec l'éjecteur 32 sous l'action du ressort de rappel. Le moule arrive à son ouverture totale. La tige de poussée 33 rencontre la butée 34 ce qui provoque son déplacement en avant, entratnant la pièce 26 et l'Jecteur 32. Lorsque la pièce 26 est en butée avant l'4jecteur continue sa course et provoque le dégagement de la capsule du poin çon formé par la pièce 26. Le cycle recommence. Le dispositif de lrinvention permet, au prix d'un investissement relativement faible, de façonner en pièces moulées les extrémités de paraison de corps creux réalisés par extrusion-soufflage. Selon les dimensions des pièces à mouler, il peut être ncrcessaire d'accroître la longueur de la paraison. Dans ce cas, la durée du cycle est augmentée, mais-seulement de la durée nécessaire pour extruder cette longueur supplémentaire de paraison. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équiva lents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REUENDICATICNS 1/ Procédé de moulage par soufflage d'un récipient en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'avec une seule paraison, on moule simultanément en une opération un récipient et une capsule de bouchage du récipient. 2/ Procédé selon la revendication 1/, caractérisé en ce qu tut corps creux comprenant à la fois le récipient et la capsule est forme par soufflage, la capsule constituant une partie du corps creux située au voisinage de lZouverture du récipient à laquelle elle est reliée par une zone de la paraison, l'air de soufflage étant introduit à travers cette zone dans le corps creux au moyen d'une aiguille de soufflage et cette zone étant coupée après refroidissement du corps creux. 3/ Procédé selon la revendication 1/, caractérisé en ce que la capsule est formée par moulage sous pression, en même temps que le récipient est forma par moulage avec soufflage, en utilisant la carotte située sous le fond du récipient corne matière pour mouler la capsule. 4/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1/ à 3/, comportant un moule en deux demi-moules organisés pour se rapprocher en renfermant une paraison moulable, ce dispositif étant caractérisé en ce que chacun des demi-moules comporte une partie prévue pour mouler le récipient et une partie prévue pour mouler la capsule. 5/ Dispositif selon la revendication 4/, caractérisé en ce que le moule eons- titube une cavité fermée, avec des moyens pour pincer la paraison à ses deux extrémités entre les demi-moules, et, en ce qutun des demi-moules comporte à travers sa paroi une aiguille de soufflage prévue pour perforer la paraison et introduire à l'intérieur de celle-ci l'air de soufflage pour le moulage dans une zone de la paraison comprise entre la partie prévue pour mouler le réei- pient et la partie prévue pour mouler la capsule. 6/ Dispositif selon la revendication 4/, caractérisé an ce que le moule présente une ouverture du oôté correspondant à l'orifice du récipient et à une extrémité de la paraison, des moyens étant prévus pour introduire l'air de soufflage par cette ouverture, dans une extrémité de la paraison, et en ce que les demi-moules sont organisés pour pincer l'autre extrémité de la paraison an vue d'obturer celle-ci avec formation d'une carotte, les parties des demimoules prévues pour le moulage de la capsule étant disposées pour venir mouler une capsule par moulage sous pression de la matière prévue pour constituer la carotte. 7/ Dispositif selon la revendication 6/, caractérisé en ce que les parties de demi-moules de la capsule sont solidaires des parties de demi-moules du récipient pour les mouvements d'ouverture ét de fermeture du moule, chacun des demi-moules de la capsule comportant des pièces de moulage mobiles par rapport aux demi-moules du récipient. 8/ Dispositif selon la revendication 6/, caractérisé en ce que les demi-moules de la capsule sont constitués chacun d'une première pièce dans laquelle est prévu un logement cylindrique pour recevoir une seconde pièce portant chacune une demi-empreinte de la capsule à mouler, cette seconde pièce étant mobile dans la première pour déplacer la capsule moulée après duroissement, une desdites secondes pièces comportant un éjecteur mobile, pour éjecter la capsule moulée.